Soutenance de thèse de Nesrine SHAIEK

Les composés Metal Organic Framework conducteurs c-MOF font partie d’une nouvelle classe de matériaux 2D, composés d'ions métalliques liés à des ligands organiques dans un réseau cristallin. Au cours de cette thèse nous avons étudié la croissance de 2D-MOF bien ordonnés M3C6O6, sous Ultra-Haut-Vide, par réaction de surface entre des atomes de métaux de transition de cuivre et de manganèse et la molécule tétrahydroxyquinone THQ sur la surface d’argent Ag (111). Ces matériaux 2D sont étudiés par microscopie à effet tunnel (STM), diffraction d'électrons lents à basse énergie (LEED) et spectroscopie de photoélectron X (XPS) en fonction des conditions de croissances (température du substrat, flux). Cette étude permet de combiner une caractérisation à l’échelle atomique et une caractérisation chimique pour la compréhension fondamentale des mécanismes de croissance après réaction entre des atomes métalliques et des composés organiques. Ces propriétés électroniques et magnétiques ont été étudiées conjointement par la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). En particulier pour étudier le rôle du substrat métallique sur les propriétés électroniques des 2D-MOF. Un récapitulatif de cette étude théorique est présenté afin de conclure sur les perspectives offertes par cette étude. Mot clés : matériaux 2D, croissance, 2D-MOF conducteurs, microscopie à effet tunnel (STM), diffraction d'électrons lents (LEED), spectroscopie de photoélectron X (XPS)

Conductive Metal Organic Framework (c-MOF) compounds are a new class of 2D materials, composed of metal ions bound to organic ligands in a crystal lattice. In this thesis, we studied the growth of c-MOF M3C6O6, by surface reaction between transition metal atoms of copper and manganese and the tetrahydroxyquinone molecule THQ on the surface of silver Ag (111) under ultra high vacuum. The study of these 2D materials is performed by Scanning Tunneling Microscopy (STM), Low Energy-Electron Diffraction (LEED) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) as a function of growth conditions (substrate temperature, flux). The aim of this study is to combine atomic and chemical characterizations for the fundamental understanding of the growth mechanisms after reaction between metal atoms and organic compounds. These electronic and magnetic properties have been studied conjointly by Density Functional Theory (DFT). In particular to study the role of the metal substrate on the electronic properties of the 2D-MOF. A summary of this theoretical study is presented in order to conclude on other perspectives. Keywords: 2D materials, growth, conductive 2D-MOFs, Scanning Tunneling Microscopy (STM), Low Energy-Electron Diffraction (LEED), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS).