Monocouches de complexes de coordination commutables

par Arthur Tauzin

Projet de thèse en Chimie

Sous la direction de Marie-Laure Boillot et de Talal Mallah.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes (Orsay, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay (laboratoire) , Chimie Inorganique (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2019 .


  • Résumé

    Le sujet principal de la thèse est de développer des monocouches moléculaires commutables pour la réalisation de dispositifs de spintronique moléculaire adressables par la lumière ou le champ électrique. Nous focalisons sur deux types de molécules commutables bistables - les molécules à transition de spin et les molécules-aimants - qui possèdent des propriétés de commutation différentes mais ont en commun les mêmes caractéristiques chimiques. Pour obtenir les propriétés de bistabilité et de commutation, il est nécessaire de réaliser une ingénierie moléculaire des complexes. Pour les complexes à transition de spin, l'ion métallique Fe(II) sera utilisé. Le défi ici est de moduler le champ de ligand du Fe(II) de manière à avoir une transition entre ses deux états de spin dans la gamme de température 300-100K ; l'ambition est de centrer la transition à la température ambiante. Pour les molécules-aimants, les ions métalliques Co(II) et Ni(II) seront utilisés. Le défi dans ce cas est aussi de moduler la nature du ligand et surtout la symétrie autour des centres métalliques pour avoir l'anisotropie magnétique la plus grande avec un axe de facile aimantation perpendiculaire à la surface. Le laboratoire possède l'expertise en ingénierie des complexes de métaux de transition dans ces deux domaines qui sera appliquée pour réaliser une bistabilité et donc une commutation des molécules individuelles qui est le point de départ pour la réalisation des dispositifs.

  • Titre traduit

    Monolayers of switchable coordination compounds


  • Résumé

    The main subject of the thesis is to develop monolayers of switchable molecules for the elaboration of molecular spintronic devices that may be addressed by light or electric field. We focus on two types of switchable bistable molecules - the spin transition molecules and the single-molecule magnets - which exhibit different switching properties but share the same chemical characteristics. To obtain the bistability and switching properties, it is necessary to perform a molecular engineering of the complexes. For spin-transition complexes, the Fe (II) metal ion will be used. The challenge here is to modulate the ligand field of Fe(II) in order to observe a transition between the two spin states in the 300-100K temperature range; the ambition is to focus the transition at room temperature. For the single molecule magnets, the Co (II) and Ni (II) metal ions will be used. The challenge in this case is also to modulate the nature of the ligand and especially the symmetry around the metal centers for obtaining the largest magnetic anisotropy with an axis of easy magnetization perpendicular to the surface. The laboratory has the expertise in engineering transition metal complexes in these two areas that will be applied to achieve the bistability and thus the switching of individual molecules, that is the starting point for the implementation of devices.