Nanostructures Organiques 2D Covalentes par Réticulation Optiquement Contrôlée d’auto-assemblages moléculaires // Covalent 2D organic nanostructures by optically controlled cross-linking of molecular self-assemblies

L’auto-assemblage de molécules sur substrat cristallin permet d’aboutir à des structures 2D non-covalentes présentant des propriétés intéressantes pour différents domaines tels que l’optoélectronique ou les capteurs. La stabilisation de ces réseaux 2D en réseaux covalents est alors un enjeu de taille et un sujet d’actualité. Différentes démonstrations font état de réticulation déclenchée par des processus thermiques. A contrario, la photoréticulation est peu décrite et pour les quelques exemples trouvés, elle est employée dans des conditions d’ultra-vide.

Sur la base du savoir-faire précédemment développé et de l’expertise complémentaire de collaborateurs chimistes, nous nous proposons de mettre en oeuvre une photoréticulation de réseaux 2D à pression atmosphérique. Pour cela, un système modèle d’oligophényles fonctionnalisés pour permettre une photoréticulation et l’obtention d’un réseau 2D covalent sera utilisé. Les réseaux obtenus seront caractérisés en corrélant spectroscopie optique et microscopie à sonde locale pour suivre et mettre en évidence les processus de réticulation photo-induite à l’échelle de la longueur d’onde.
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The self-assembly of molecules on crystalline substrates leads to non-covalent 2D structures with interesting properties for various fields such as optoelectronics and sensors. The stabilization of these 2D networks into covalent networks, while preserving these properties, is a major challenge and a topical issue. Various demonstrations show that crosslinking can be triggered by thermal processes. Photocrosslinking, on the other hand, is poorly described and the few examples that have been found involve ultra-high vacuum conditions.

Building on our previously developed know-how and the additional expertise of chemist collaborators, we therefore propose to carry out photocrosslinking of 2D networks at atmospheric pressure. We will use a model oligophenyl system that will be functionalized to allow photocrosslinking towards the production of a covalent 2D network. The resulting networks will be characterized through the correlation of optical spectroscopy and local probe microscopy to monitor and highlight photo-induced cross-linking processes at wavelength scale.
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Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut rayonnement et matière de Saclay
Service : Service de Physique de l’Etat Condensé
Laboratoire : Laboratoire d’Electronique et nanoPhotonique Organique
Ecole doctorale : Ondes et Matière (EDOM)
Directeur de thèse : FIORINI Celine
Organisme : CEA
Laboratoire : DRF/IRAMIS/SPEC/LEPO
URL : https://iramis.cea.fr/spec/lepo/annuaire/?uidc=S0xONLUwMzAGAA
URL : https://iramis.cea.fr/spec/lepo/

Public/private mixed funding

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Service : Service de Physique de l’Etat Condensé