Mesures et modélisation du travail de sortie de nanoparticules d'or fonctionnalisées et supportées

Content Provider	Semantic Scholar
Author	Bossard-Giannesini, Léo
Copyright Year	2018
Abstract	Le travail de sortie d'un metal est une propriete fondamentale en physico-chimie des materiaux. C'est l'energie necessaire pour extraire un electron depuis le niveau de Fermi vers le niveau du vide. Il est connu que cette grandeur depend de la nature du metal, mais aussi que d'autres parametres ont une influence notable. Ainsi ce travail de these montre comment le travail de sortie peut etre module par une couche de molecules auto assemblees sur la surface metallique, et comment il evolue quand le materiau est sous forme de nanoparticules. La presente etude se concentre sur des nanoparticules d'or (AuNPs) de diametres compris entre 10 et 60 nm, et etudie les effets de fonctionnalisation par quatre molecules : l'hexanedithiol (HDT), l'aminooctanethiol (AOT), l'acide mercaptohexadecanoique (MDHA) et le dodecanethiol (DDT). Apres une etude detaillee des morphologies des surfaces planes d'or fonctionnalisees par microscopie a force atomique (AFM), des mesures de travail de sortie sur ces surfaces sont effectuees par microscopie a sonde de Kelvin (KPFM). En comparant ces resultats a des mesures de photoemission (UPS), l'effet de chaque fonctionnalisation est mis en evidence. Par exemple, le travail de sortie d'une surface fonctionnalisee par MHDA diminue de -0.30 eV par rapport a une surface d'or non fonctionnalisee. Ces resultats montrent aussi l'effet sur le travail de sortie du temps de contact avec l'atmosphere ambiante. Ensuite, nous abordons le cas des AuNPs, synthetisees par voie colloidale, puis post-fonctionnalisees par AOT ou par MDHA. La fonctionnalisation des AuNPs est suivie par des mesures optiques basees sur la mesure du pic d'absorption (plasmon) des AuNPs dans le visible. Apres fonctionnalisation, leur travail de sortie est mesure par KPFM. Ces mesures mettent en evidence deux phenomenes : la modification du travail de sortie par la fonctionnalisation, ainsi qu'une variation en fonction de la taille de l'AuNP. Dans le but de comprendre precisement cet effet de taille, nos systemes ont ete modelises par une approche DFT (density functional theory), et les calculs de travaux de sortie ont ete confrontes aux mesures experimentales. Ces calculs sont en tres bon accord avec les resultats experimentaux, notamment sur l'evolution du travail de sortie en fonction de la taille des particules, d'environ 1 meV.nm 1.
File Format	PDF HTM / HTML
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Language	English
Access Restriction	Open
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Resource Type	Article