Molecular conformation and electronic properties of Protoporphyrin-IX self assembled monolayers adsorbed on a Pt(111) surface

Des monocouches constituées de molécules de protoporphyrine IX sont préparées sur des substrats de Pt(111) par auto-assemblage, afin de réaliser des dispositifs organiques présentant des propriétés électroniques contrôlées. La microscopie à effet tunnel (STM) et la génération de fréquence-somme à deux couleurs (2C-SFG) sont réalisées ex situ sous conditions ambiantes, afin de caractériser leur conformation moléculaire ainsi que leurs propriétés électroniques à l'échelle de la monocouche, respectivement. Les mesures STM, réalisées à l'aide de pointes fonctionnalisées, ont révélé un fort taux de recouvrement de la surface métallique. Les données 2C-SFG ont mis en évidence les modes d'élongation des CH des groupements vyniliques substitués (R-CH=CH2) dans une gamme spectrale infrarouge 800-3200 cm-1. Elles ont également révélé des caractéristiques électroniques particulières dans la gamme spectrale du visible, i.e. une bande de Soret décalée vers le rouge et une séparation des bandes par rapport à la phase liquide. De plus, des mesures similaires sont réalisées sur des films de Zn(II)Protoporphyrine IX et de 5-[p-(6-mercaptohexoxy)-phenyl]-10,15,20-triphenylporphine, pour comparaison. Tous ces résultats suggèrent une conformation du films où les molécules présentent différents angles d'inclinaison par rapport à la normale au plan du substrat, en fonction de la présence d'ion métallique ou de la longueur de la chaine liée au centre porphyrine.