Etude des propriétés magnétiques et électroniques de porphyrines fonctionnalisées pour l'élaboration de nanomatériaux

Magnetic and electronic properties of functionalized porphyrines for the development of nanomaterials

• Auteur / Autrice : Khalissa Merahi
• Direction : Sylvie Choua, Romain Ruppert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique
• Date : Soutenance le 26/10/2015
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie (Strasbourg ; 2005-....)
• Jury : Président / Présidente : Laurent Ruhlmann
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Bucher
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hervé Vezin, Sylvain Marque

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanotechnologie

Porphyrines

Porphyrines

Mots clés libres

Porphyrines

Electronique moléculaire

Magnetisme moléculaire

Résonance paramagnétique électronique

Electrochimie

Calculs DFT

Porphyrins

Molecular electronics

Molecular magnetism

Résumé

Les études couplées de systèmes modèles, portant sur le magnétisme et l’électronique moléculaire, sont des sujets de recherche d’une grande richesse pour comprendre les mécanismes mis en jeu et contrôler les propriétés de nouveaux matériaux moléculaires. En particulier, la détermination de l’interaction d’échange magnétique intramoléculaire et les propriétés électroniques de séries de dérivés de porphyrines interconnectées ou servant de relais ont été étudiées dans ce travail de thèse. L’étude des propriétés magnétiques intramoléculaires a été effectuée par spectroscopie de Résonance Paramagnétique Electronique (RPE) en suivant l’évolution de la susceptibilité magnétique en fonction de la température. Les propriétés électroniques ont été déterminées par électrochimie, spectroélectrochimie et par des méthodes avancées de spectroscopies ENDOR (Electron-Nuclear DOuble Resonance) en onde continue et par HYSCORE (Hyperfine Sub-level Correlation) en onde pulsée.

The study of the magnetic and electronic properties of model systems are of fundamental importance to understand the mecanisms present in molecular materials and to fine-tune the properties of new materials. In particular, the influence of some structural parameters on the intramolecular magnetic interactions found in porphyrin derivatives was studied in this work. Two series of molecules were studied: first the values of the interactions between two porphyrins through an amino linkage were obtained and later the interactions between two oxidized donors through a porphyrin linker were also determined. These electronic or magnetic interactions were studied by coupling electrochemistry, UV-visible-NIR spectroscopy and EPR (Electron paramagnetic resonance) studies. Variable temperature EPR studies, ENDOR (Electron-Nuclear DOuble Resonance) and HYSCORE (Hyperfine Sub-level Correlation) spectroscopies techniques were used to establish a map of the spin density in several compounds.