Fabien Silly CEA, IRAMIS, SPCSI, F-91191 Gif-sur-Yvette, France

Mardi 24 Mai 2011, 16h00
Amphi Boreau, Esc C, 2ème etage

Contrôler la structure de nanoarchitectures bidimensionnelles : formation d’auto-assemblages supramoléculaires et croissance de nanocristaux métalliques

Fabien Silly

Gouverner la formation de nanoarchitectures originales sur des surfaces est devenu un axe de recherche des nanosciences particulièrement dynamique ces dernières années. L’objectif consiste à développer de nouvelles architectures organiques ou inorganiques dont la structure puisse être pilotée expérimentalement afin d’en modifier les propriétés. Nous avons utilisé la microscopie à effet tunnel (STM) pour étudier l’auto-assemblage de dérivés de dérivés de perilene avec des molécules de mélamine sur des surfaces d’or. Nos travaux montrent que ce système multi-composants est particulièrement flexible. Ainsi le contrôle du ratio entre molécules, de la température, de la concentration et de la fonctionnalisation des molécules permet de modifier drastiquement la géométrie des arrangements supramoléculaires. Les images STM de la Fig.1 illustrent ainsi la manière dont des molécules de PTCDI et de mélamine s’auto-assemblent en fonction de la température et peuvent former des réseaux poreux. Ces réseaux peuvent ensuite utiliser pour emprisonner des molécules de fullerenes.


Figure 1 : Domaine de PTCDI et mélamine à température ambiante (15×15 nm2), à 100°C (25×25 nm2), et à 130°C (10×10 nm2).

Nous avons par ailleurs étudié la croissance de nanocristaux métalliques de palladium et de cuivre sur surface d’oxyde de SrTiO3. Nos images STM révèlent que qu’il est possible de contrôler la forme et la structure de ces nanocritaux en ajustant la température du substrat et en sélectionnant différentes reconstructions de la surface de SrTiO3. Il est ainsi non seulement possible de faire croitre des nanocristaux fcc, octaèdre tronqué (Fig.2) en forme d’hexagone, de pyramide et de toit de maison, mais aussi de créer des nanostructures de symétrie 5, icosahédre et décaèdre (Fig.2), normalement interdite pas les lois de la cristallographie.


Figure 2 : Forme de nanocristaux : décaèdre, icosaèdre et octaèdre.

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