Thèse soutenue le 18 novembre 2004 pour obtenir le grade de docteur de l'Université Joseph Fourier - Grenoble I - Spécialité : Matériaux et Nano Structures
Résumé :
Ce mémoire porte sur une étude multi-échelles des propriétés structurales et électroniques de systèmes pi-conjugués dopés et non dopés. La première partie est consacrée à une étude comparative entre la polyaniline et un oligomère modèle, la tétraaniline, tous deux dopes par HCl. Elle est essentiellement basée sur l'utilisation de méthodes de dynamique de spin qui permettent de sonder le mouvement des porteurs de charge (polarons) par leur spin :
1/ la RMN : mesure du temps de relaxation nucléaire longitudinal T1 en fonction de la fréquence,
2/ la RPE : mesure de la largeur de raie en fonction de la température et de l'oxygène adsorbé.
Ces études ont permis de démontrer l'existence d'un comportement métallique de la conductivité microscopique dans le polymère, non présent dans le tétramère. Ce résultat tranche le débat existant sur l'origine de l'élargissement de la raie RPE du polymère à haute température. D'autre part, il apparaît que la conductivité microscopique est quasi-1D dans les deux composes, mais nettement plus élevée dans le polymère. Le processus d'auto-organisation de polymères π-conjugués non dopés, les poly(3-alkylthiophènes) regio-réguliers, est étudié dans la seconde partie par microscopie a effet tunnel. Sur des monocouches de poly(3-héxylthiophène) et de poly(3-dodécylthiophène) déposées sur graphite (HOPG), nous avons montré que la structuration a plusieurs échelles (zones organisées/zones amorphes, taille des nanocristallites, défauts ponctuels, repliements,...) dépend des paramètres de dépôt et de post dépôt. Enfin, les premières études de spectroscopie tunnel 2D ont permis de sonder les propriétés électroniques du poly(3-dodécylthiophène).
Jury :
Président : M. Marc Bee
Rapporteur : M. Olivier Chauvet
Rapporteur : M. Roberto Lazzaroni
Examinateur : M. Philippe Lang
Directeur de thèse : M. Jean-Pierre Travers
Co-directeur de thèse : M. Benjamin Grevin
Mots clés :
Polymère conjugué, polymère conducteur, structure, auto-organisation, propriétés électroniques, état métallique, dynamique de spin, STM, RMN, RPE
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