Molecular Kondo effect in phthalocyanine-based supramolecular lattices investigated by scanning tunneling spectroscopy and photoemission

Étude de l’effet Kondo au sein d’auto-assemblages de phtalocyanines par spectroscopie tunnel et photoémission

Julien Granet (1)

1 IJL - Institut Jean Lamour

In this work, we investigated molecular Kondo effect in two-dimensional supramolecular lattices adsorbed on metallic single crystalline surfaces by means of low-energy electron diffraction (LEED), scanning tunneling microscopy/spectroscopy (STM/STS) and photoemission (PES). The molecular compounds used in this PhD thesis have been chosen in regards to their spin orbital. The first molecule under investigation is a metal free phthalocyanine adsorbed on Ag(111). A Kondo effect has been evidenced by STS for single molecules as well as for self-assembly up to one monolayer coverage at low temperature. In that case, the spin originates from charge transfer from the Ag surface to the molecule. The second molecular compound is a double-decker molecule hosting a cerium 4f-ion. In that case, a Kondo resonance is evidenced by STS when it is self-assembled on Ag(111) whereas it is absent on Cu(111). These results are discussed in terms of intermolecular and molecule-metal interactions

Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'effet Kondo moléculaire au sein de réseaux supramoléculaires bidimensionnels en contact avec des surfaces métalliques monocristallines. Les techniques mises en oeuvre sont la diffraction d'électrons lents (LEED) et la microscopie à effet tunnel (STM) pour l'étude de la croissance ainsi que la spectroscopie à effet tunnel (STS) et la photoémission pour l'étude des propriétés électroniques. Les molécules employées dans le cadre de ce travail sont composées de macrocycles de phtalocyanine et tétraphénylporphyrine. Elles ont été choisies sur la base de l'orbitale contenant le spin moléculaire. Dans un premier cas, une phtalocyanine non métallée 2HPc a été déposée sur une surface monocristalline d'Ag(111). Un transfert de charge du métal vers la molécule conduit à l'apparition d'un effet Kondo à base température observé par STS sur des molécules individuelles ainsi que sur des auto-assemblages. Dans le deuxième cas, nous avons choisi un composé hôte à double plateaux contenant un ion cérium de type 4f. Nous avons mis en évidence l'influence du substrat sur l'effet Kondo. En effet, tandis que nous observons par STS, l'apparition d'une résonance Kondo lorsque la molécule est auto-assemblée sur Ag(111), aucun effet n'est observé sur Cu(111). Les résultats sont discutés en terme d'interactions molécule-molécule et molécule-substrat

Mots clés: Molecular Kondo effect; Scanning tunneling spectroscopy; Photoemission; Molecular self-assembly; Phthalocyanine; Porphyrin; Cerium; Silver; Copper; Kondo resonance; Kondo temperature

Mots clés: Effet Kondo moléculaire; Spectroscopie à effet tunnel; Auto-assemblage moléculaire; Phtalocyanine; Porphyrine; Argent; Cuivre; Résonance Kondo; Température de Kondo

Domaines: Physique [physics]

Julien Granet. Étude de l’effet Kondo au sein d’auto-assemblages de phtalocyanines par spectroscopie tunnel et photoémission. Physique [physics]. Université de Lorraine, 2018. Français. ⟨NNT : 2018LORR0029⟩. ⟨tel-01836208⟩