Cette thèse s’inscrit dans le cadre de l’élaboration de nanofilms organiques sur des surfaces de métaux oxydables par la formation de monocouches auto-assemblées (SAMs) d’organothiols, d’organosélénols et d’acides organophosphoniques. Le métal retenu pour ce travail a été le cuivre au vu des grands challenges au niveau de sa chimie de surface et des questions fondamentales concernant l’interface entre ce métal et les molécules considérées. Pour atteindre nos objectifs, ce substrat a été étudié sous trois états possibles de surface en fonction du type de monocouches recherchées, à savoir: oxydé naturel, réduit (sans oxyde) et oxydé renforcé. La première partie de cette thèse a permis de montrer le greffage effectif d’alcanethiols et d’alcanesélénols sur un substrat de cuivre réduit. La meilleure qualité des SAMs de thiol (-SH)/sélénol (-SeH) en comparaison avec leurs homologues déshydrogénés de type disulfure (-S-S-)/diséléniure (-Se-Se-) a été prouvée, avec un avantage pour le sélénol. Au vu des premiers résultats obtenus, une étude d’optimisation de l’auto-assemblage de SAMs de thiol (-SH)/sélénol (-SeH) a été envisagée. Dans un premier temps, l’optimisation du temps d’immersion pour l’élaboration de ces couches a mis en évidence l’obtention de systèmes bien organisés avec un avantage pour les SAMs de sélénol. Dans un deuxième temps, la stabilité de ces couches vis-à-vis d’un vieillissement à l’air et par immersion dans une solution antagoniste a été investiguée. La première étude a prouvé la meilleure stabilité pour le sélénol pour un temps long d’élaboration. Dans la seconde étude, un processus d’intercalation des molécules antagonistes au sein des défauts de la couche initiale a été mis en évidence pour les deux sens d’immersion envisagés. La deuxième partie de cette thèse est consacrée à l’influence de la présence d’une couche d’oxyde sur la faisabilité, la qualité et la stabilité des SAMs de thiol et sélénol, comparativement à la situation sur un cuivre réduit. L’étude du vieillissement a montré une meilleure stabilité du sélénol comme pour un cuivre réduit. Par contre, la stabilité par immersion a montré un processus d’échange et de déplacement de molécules, indiquant que les SAMs sur le cuivre oxydé sont moins stables que sur le cuivre réduit. De ces différentes études, il s’avère que les sélénols montrent de très bonnes propriétés (réduction de la couche d’oxyde, blocage, organisation, …) que ce soit sur un substrat de cuivre réduit ou oxydé. Néanmoins, une réduction préalable du substrat est essentielle pour obtenir des couches les plus reproductibles possibles, avec une interface robuste et stable. Pour terminer, une nouvelle approche a été introduite sur le cuivre, en tirant avantage de son oxyde naturellement présent. Le greffage d’acides organophosphoniques a été effectué avec succès.
Greffage de nanofilms organiques sur le cuivre
Fonder, G. (Auteur). 29 oct. 2010
Student thesis: Doc types › Docteur en Sciences