Magnetic molecular switches : from their synthesis to their integration into hybrid (nano)materials

par Amina Benchohra

Thèse de doctorat en Chimie moléculaire

Sous la direction de Rodrigue Lescouëzec et de David Kreher.

Soutenue le 06-02-2019

à Sorbonne université , dans le cadre de École doctorale Chimie moléculaire de Paris Centre (Paris) , en partenariat avec Institut parisien de chimie moléculaire (laboratoire) .

Le président du jury était Valérie Marvaud.

Le jury était composé de Gábor Molnár.

Les rapporteurs étaient José Ramón Galán-Mascarós, Piétrick Hudhomme.

  • Titre traduit

    Commutables moléculaires magnétiques : de leur synthèse à leur intégration dans des (nano)matériaux hybrides


  • Résumé

    Les commutables moléculaires sont des molécules qui peuvent moduler leurs propriétés (physiques, chimiques) sous l'influence d'un stimulus externe). Les remarquables propriétés des objets ont suscité un vif intérêt dans l'électronique moléculaire, et plus généralement, dans le domaine des matériaux multifonctionnels. Ce projet de thèse s'est inscrit dans le cadre d'une première collaboration entre les équipes ERMMES et Polymères de l'Institut Parisien de Chimie Moléculaire (IPCM). L' objectif a consisté à développer des voies de synthèses générales de (nano)matériaux hybrides à partir de commutables moléculaires magnétiques. Ce travail s'est essentiellement appuyé sur l'utilisation de complexes à transition de spin ainsi que sur une famille de composés cyanurés Fe/Co photomagnétiques. Ces systèmes ont été fonctionnalisés à leur périphérie, sur les ligands "scorpionates" de type tris(pyrazolyl)borate utilisés pour leur préparation. L'influence du groupement fonctionnel sur les propriétés des différents commutables a ensuite été étudiée, afin de déterminer les meilleurs candidats pour la conception des matériaux hybrides. Finalement, la déposition ou l'intégration des commutables magnétiques fonctionnalisés sur surfaces ou dans des polymères organiques respectivement, a été approchée par différentes méthodes en solution. Ce manuscrit reprend ainsi l'ensemble de ces études.


  • Résumé

    Molecular switchesare molecules that can asdjust their(chemical, physical) properties in response to an external stimulus. The fascinating properties of molecular switches have drawn most attention in molecular electronics and more generally in advances materials research. This PhD project was developped at the frontiers of ERMMES and Polymeres research themes, in the framework of a first collaboration. Our major interest was to establish reliable synthetic routes for the design of hybrid (nano)materials based on magnetic molecular switches. The work was particularly focused on spin crossover complexes and a family of photomagnetic cyanide-bridged Fe/Co cages. These switches were first functionalized at their periphery, on the tris(pyrazolyl)borate capping ligand used for their synthesis. The functionalization influence on the switches properties were carried out to target the best candidates for hybrid materials design. Then, we dedicated efforts on the intergration of magnetic molecular switches into two main classes of materials, (i) surfaces and (ii) organic polymers, through wet-chemistry approaches. This manuscript combines this set of studies.



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