sur Au(111)
Afin de mesurer l’influence qu’a la cristallinité du substrat sur l’auto-arrangement de molécules de HBC, nous avons effectué le dépôt sur des substrats d’or déposé sur mica. La préparation et la caractérisation des échantillons sont en tout point similaires à celle décrite dans la section précédente.
3.2.1
HBC-C
12L’arrangement des molécules de HBC-C12 sur l’or diffère fortement de l’arrangement
qu’elles adoptent lorsqu’elles sont adsorbées sur le graphite. Les domaines présents sur la surface sont de taille limitée, ils ne dépassent pas quelques dizaines de nanomètre de longueur. L’arrangement des molécules de HBC-C12 est clairement plus compact que dans
le cas du graphite. En effet, sur la surface d’Au(111) les noyaux des molécules de HBC-C12
sont alignés en rangées parallèles les unes aux autres sur la surface (Figure 3.4a). Entre ces rangées de noyaux sont adsorbées les chaînes dodécyles, chaque chaîne alkyle étant adsorbée parallèlement à sa voisine. La Figure 3.4b montre la cellule unitaire rhombique de l’arrangement 2D des molécules de HBC-C12sur l’or (111). Les paramètres de la cellule
unitaire rhombique sont : a = 2.0 ± 0.1 nm, b = 3.3 ± 0.1 nm, γ = 71◦± 1◦
. On reconnaît la forme en étoile à six branches des noyaux aromatiques des HBC. Etonnament il apparaît que deux chaînes alkyles par molécule de HBC-C12manquent dans l’image. Cela peut être
dû à une conformation de ces chaînes alkyles telle qu’elles pointent en dehors du plan de la surface, au-dessus de la monocouche.
Fig. 3.4 – Monocouche de HBC-C12 déposées sur Au(111). a) Les noyaux des
molécules de HBC-C12 forment des rangées entre lesquelles on détecte la présence des
chaînes dodécyles adsorbées parallèlement les unes aux autres. Les domaines sont de tailles plus petites que ceux présents sur des surfaces de graphite. Ut = −377 mV ; It =
77 pA; 16.2 × 16.2 nm2 b) Image filtrée où la cellule unitaire de l’arrangement est repré-
sentée en bleu. Deux chaînes dodécyle de chaque molécule ne sont pas imagées et sont supposées pointer hors du plan de la monocouche. Ut= −377 mV ; It= 77 pA; × nm2
3.2.2
HBC-Br
Etonnament, la structure trouvée lors du dépôt de HBC-Br sur des surfaces d’or est fortement similaire à celle décrite dans le cas du graphite. En effet, on retrouve la struc- ture dite en "labyrinthe" où des domaines constitués de molécules de HBC-Br dans un arrangement hexagonal (a = 1.9 nm) sont séparés par des rangées ayant un contraste STM plus foncé. Ces rangées foncées sont ici visiblement orientées suivant la direction cristallographique <112> de l’or, cette direction ayant été déterminée par rapport à la direction de la marche d’or présente en bas à gauche de l’image. En effet, les marches d’or monoatomiques suivent la direction cristallographique <110> de la surface d’or. La largeur de ces rangées (1.6 nm) laisse penser qu’elle résulte de l’adsorption d’une partie des substituants dodécyles des molécules de HBC-Br présentes en bord de domaine.
Fig. 3.5 – Structure d’une monocouche de HBC-Br déposée sur Au(11). On retrouve une structure en "labyrinthe" où se mêlent des endroits plus ou moins dense en molécule sur la surface. Les lignes en contraste sombre suivent la direction cristal- lographique <112> de la face 111 de l’or. Cette direction est déterminée par rapport au bord de marche présent en bas à gauche de l’image qui suit la direction <110>. Ut= 149 mV ; It= 75 pA; 62 × 62 nm2
3.2.3
HBC-Ph
La Figure 3.6a montre une image caractéristique d’une surface d’or recouverte par des molécules de HBC-Ph. Les domaines présents sur la surface sont de petite taille, ces derniers s’étendant sur des distances de quelques dizaines de nanomètres. De plus on note la présence sur la surface de nombreuses zones où il est impossible de déterminer une quelconque structure. Néanmoins, comme il est visible Figure 3.6b, il est possible de trouver sur la surface des domaines de HBC-Ph hautement ordonnés dont les paramètres de mailles sont : a = 2.5 ± 0.1 nm, b = 3.7 ± 0.1 nm, γ = 89◦± 1◦
. Du fait des paramètres de balayage spécifiques (20 mV de tension appliqué par la pointe) les noyaux des molécules apparaissent dans le même contraste que les substituants des molécules. Afin d’aider à la lisibilité, la structure d’une molécule a été ajoutée en surimpression sur l’image 3.6b. Les molécules ont leur noyaux alignés en rangées entre lesquelles les substituants sont
adsorbés parallèles les uns aux autres. En observant cette image on s’aperçoit qu’à l’instar des molécules de HBC-C12adsorbées sur l’or, deux substituants par molécule de HBC-Ph
ne sont pas résolus. A la place des substituants manquant il apparaît un spot de contraste plus clair mis en valeur par les flèches blanches sur l’image 3.6b . On peut alors supposer que la présence de ces points brillants, se retrouvant au même emplacement sur tous les noyaux, est dû à l’interaction de la pointe STM avec des substituants non adsorbés sur la surface et pointant hors du plan de la monocouche. La Figure 3.6c montre une image haute définition où l’ont peut voir les noyaux de quatre molécules. La résolution de cette image permet de mettre en évidence l’imbrication des substituants des différentes molécules. La distance séparant deux substituants des molécules de HBC-Ph est de 0.64 nm comme le montre le profil présent Figure 3.6.