Transport electrique a travers une jonction metal-molecule-metal

Electrical transport through a metal-molecule-metal junction

• Auteur / Autrice : CHRISTOPHE KERGUERIS
• Direction : Daniel Estève
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Nous etudions, a temperature ambiante, les proprietes de transport des electrons a travers une ou quelques molecules connectees a des electrodes metalliques. La premiere partie presente l'etat de l'art en electronique moleculaire en decrivant les dispositifs moleculaires les plus marquants realises au cours de ces dernieres annees. Nous presentons ensuite les divers outils theoriques permettant l'interpretation du transport electronique dans ces dispositifs. Dans la seconde partie, nous decrivons la technique des jonctions a cassure utilisee pour realiser deux electrodes metalliques separees par une distance compatible avec la taille d'une petite molecule. Deux types de molecules ont ete etudiees, le dodecanethiol (dt), choisi comme prototype d'isolant et le dithioacetate terthiophene (, t3), choisi comme prototype de fil moleculaire. Dans ce dernier cas, la possibilite d'obtenir un dispositif ou la molecule est chimiquement connectee aux electrodes est mise en evidence. Les proprietes de transport des electrons dans ces jonctions metal-molecule-metal sont apprehendees par la mesure des caracteristiques courant-tension de la jonction. La jonction or-dt-or se comporte simplement comme une jonction metal-isolant-metal. Le transport des electrons a travers la jonction or-, t3-or, quant a lui, met explicitement en jeu les niveaux electroniques de la molecule connectee ce qui donne lieu a des caracteristiques presentant des marches. A faible polarisation, la conductance est interpretee par la theorie de la diffusion. A polarisation plus elevee, nous interpretons nos mesures par un modele coherent, qui suppose que l'electron ne se localise jamais sur la molecule et un modele sequentiel qui suppose que l'electron est entierement relocalise sur la molecule lors de son transfert. Enfin, la possibilite de commander le dispositif est mise en evidence par l'obtention d'une transition electrique induite mecaniquement en reduisant l'espace inter-electrodes.