Xinlei YAO  soutiendra sa thèse intitulé :
" Single-Molecule Junction and Single Molecule Imaging: Charge Transport, Stability and On-Surface Reaction " le vendredi 22 octobre à 14h00 en salle 774 - Bâtiment Lavoisier – 15 rue Jean-Antoine de Baïf, 75013 Paris

Résumé :
Dans mon travail de thèse intitulé « Jonctions à molécule unique et imagerie à molécule unique : transport de charge, stabilité et réaction en surface », deux parties principales ont été intensivement étudiées à l'aide de la microscopie à effet tunnel (STM). La première partie se concentre sur les propriétés électriques des jonctions monomoléculaires (SMJ) où les molécules se tiennent verticalement à la surface et comblent l'écart entre la pointe STM et la surface. J'ai réussi à fabriquer et à étudier des SMJ en utilisant différents complexes organométalliques greffés de diazonium. Leurs propriétés de transport de charge et leurs stabilités élevées ont été étudiées au niveau d'une seule molécule. La deuxième partie est centrée sur l'imagerie des réactions en surface par STM à un niveau sous-moléculaire où les molécules reposent à plat sur une surface.
Dans la première partie, le transport à longue distance très efficace des SMJ Au-[Co(tpy) 2 ] n -Au (n = 1–4) où la conductance (~10 -3 G 0 ) montre une très faible dépendance à la longueur est étudié. Un facteur d'atténuation extrêmement faible (β ∼ 0,19 nm –1 ) est obtenu et ce transport de charge résonnant est le principal mécanisme de transport. En faisant varier le centre métallique SMJ de Co à Ru, la conductance diminue d'un ordre de grandeur. Dans les SMJ Au-[Ru(tpy) 2 ] n -Au et Au-[Ru(bpy) 3 ] n -Au, une transition de transport de charge du tunneling direct au saut est mise en évidence à partir du -plot dépendant de la longueur. Trois mécanismes de transport différents sont observés avec une signature moléculaire claire.
Les SMJ Au-[métal-porphyrine]n-Au sont étudiées non seulement sur leurs propriétés de transport mais aussi sur leur stabilité en enregistrant la durée de vie des SMJ, à savoir les mesures de G(t). Les SMJ Au-[CoTPP] n -Au montrent d'abord des signaux télégraphiques aléatoires G(t) puis se stabilisent avec une durée de vie étonnamment longue autour de 10 s. En ajoutant un groupe d'ancrage NH 2 supplémentaire, les SMJ Au-diamiono-[CoTPP] n -Au sont enregistrés pour se  stabiliser avec une durée de vie aussi longue que 1 min. Grâce à la stabilité élevée, des mesures I(V) intensives au niveau d'une seule molécule sont facilement réalisables. Les caractéristiques I(V) de différents SMJ indiquent que la tension de polarisation appliquée a l'intention de générer des transports de charge plus efficaces à travers les jonctions moléculaires. Nous étudions et comprenons donc les propriétés de transport des SMJ à l'aide de trois caractérisations : l'histogramme STM-bj G(d), la stabilité de G(t) et surtout les mesures de conductance dépendant de la tension G(V). Ce travail indique également que la tension de polarisation appliquée a l'intention de pousser le transport dans un tunnel résonnant très efficace.
Dans la deuxième partie : Imagerie STM, les réactions en surface de deux systèmes moléculaires sont étudiées. Les ligands fonctionnalisés sont pré-organisés et des ions métalliques sont introduits pour générer des complexes de coordination métal-ligand. Différentes configurations de coordonnées entraînent la coexistence de fils linéaires Co/bpyFbpy 1D et de grilles 2D à l'interface solide/liquide. Dans le système moléculaire 2EBCOOH, une structure complexe
-[Cu-COO-phényl-4EDOT-phényl-COO]n-métal-dimèreest observée en raison de l'oxydation EDOT supportée par la surface et de la coordination Cu-COOH. Ce travail démontre une nouvelle approche de la coordination et de la réaction du support de surface.

Mots clef: STM, jonctions monomoléculaires, électroréduction du diazonium,mécanismes de transport de charges, stabilité, réaction en surface.

Jury de thèse:

Directeur de thèse :
M. Jean Christophe Lacroix, Professeur, Université de Paris
Co-Encadrante de thèse :
Mme. Xiaonan Sun, Ingénieure de recherche CNRS, Université de Paris
Rapporteurs :
Mme. Vila Neus, MCF-HDR, Université de Lorraine
M. Thierry Melin, DR CNRS, Université de Lille
Examinateurs :
M. Herre Van der Zant, Professeur, Delft University of Technology
M. Emmanuelle Lacaze, DR CNRS, Sorbonne Université