Étude par microscopie à sonde locale des propriétés électriques de monocouches auto-assemblées de molécules photo-commutables sur substrats ferromagnétiques

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THESE : Étude par microscopie à sonde locale des propriétés électriques de monocouches auto-assemblées de molécules photo-commutables sur substrats ferromagnétiques

Soutenance de thèse

Louis THOMAS

Vendredi 21 décembre 2018 à 10h00
IEMN – Amphithéâtre – Avenue Poincaré – Cité Scientifique – Villeneuve d’Ascq

Jury:

Stéphane LENFANT (Université de Lille, Directeur de thèse),
Thierry MÉLIN (Université de Lille, CoDirecteur de thèse)
Philippe LECLÈRE (Université de Mons, Rapporteur)
Pierre SENEOR (Université Paris-Sud – CNRS/Thales, Rapporteur)
Marion CRANNEY (CNRS – IS2M, Examinateur)
Gilles DAMBRINE (Université de Lille, Examinateur)

Résumé :

Ce travail de recherche s’ancre dans le domaine de l’électronique moléculaire, et plus particulièrement à sa frontière avec la spintronique.

Dans ce cadre sont étudiées des monocouches auto-assemblées (self-assembled
mononlayers, SAMs), dont les molécules sont photoisomérisables, greffées à la surface de matériaux ferromagnétiques (FMs). Il est attendu que des jonctions moléculaires incluant les molécules étudiées présentent deux états de résistance distincts afin de réaliser des photo-interrupteurs moléculaires.
En employant des électrodes FMs pour contacter la molécule, réaliser des jonctions tunnel magnétiques moléculaires photo-commutables permettrait alors d’exploiter les couplages entre photoisomérisation moléculaire et transport polarisé en spin. Malgré des travaux théoriques prometteurs, aucune étude expérimentale ne semble porter sur le sujet.
Il est donc exploré ici expérimentalement la commutation de résistance en réponse à l’irradiation de jonctions FM-SAM/métal pour la réalisation de dispositifs opto-spintroniques moléculaires hybrides.

Abstract :

This work is located at the frontier between molecular electronics and spintronics. In this framework, self-assembled monolayers (SAMs) of photo-switchable compounds have been grafted on ferromagnetic surfaces (FMs). Molecular junctions integrating these molecules are expected to exhibit two distinct states of resistance associated to each isomer.

By using FM electrodes, the realization of photo-switchable magnetic molecular tunnel junctions could lead to the development of novel devices based on the interplay between spin-polarized currents and molecular photo-switching. Despite promising theoretical results, to the best of our knowledge, no experimental works have ever been realized.

Therefore, we focus on experimental studies of molecular photo-switching on FM-SAM/metal junctions toward the realization of hybrid molecular opto-spintronics devices.