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Physico-chimie et dynamique des surfaces – Fonctionnalisation de surfaces – Contrôle chimique des propriétés électroniques des nanoparticules d’or

Membres

  • Permanent : Olivier Pluchery

Les nanoparticules d’or peuvent être considérées comme des électrodes extra-petites et permettent de comprendre comment les courants électroniques peuvent être contrôlés à la plus petite échelle à des interfaces complexes. L’avantage inégalé de l’or par rapport aux autres métaux est de rester métallique à l’échelle nanométrique, sans être modifié par l’oxydation. Nous étudions actuellement comment la fonction de travail de l’or est modifiée à l’échelle nanométrique, comment la charge électrique d’une nanoparticule unique est contrôlée par sa fonctionnalisation chimique.
Par exemple, le nombre de charges stockées par des nanoparticules individuelles a été mesuré dans l’air avec la KPFM (microscopie de force à sonde Kelvin). Notre groupe a récemment acheté un KPFM de pointe (2015). Actuellement, nous étudions comment la nature des molécules coiffant les nanoparticules d’or modifie leurs propriétés électriques (fonction de travail, état de charge).

 

Légende : Démonstration expérimentale de la dépendance avec le diamètre des nanoparticules du WF des nanoparticules fonctionnalisées. WFNP = WFref + CPD où CPD est la différence de potentiel de contact. (Résultats de L. Bossard PhD, 2018).

 

Thèses soutenues

  • Louis Caillard (14-nov-2014). Grafted organic monolayers for single electron transport and for quantum dot solar cells
  • Léo Bossard-Giannesini (19-oct-2018). Mesures et modélisations du travail de sortie de nanoparticules d’or fonctionnalisées et supportées
  • Angeline Dileseigres (2022) Nanoparticules d’or connectées par des interrupteurs moléculaires

 

Collaborations

  • M. Salmeron (University of California Berkeley)
  • D. Loffreda (ENS-Lyon)
  • A. Demessence (IRCELYON)

 

Projets financés

  • Soutien CNRS pour l’achat d’un microscope AFM Park-NX20 (2019)
  • Projet TOPPING (Tremplin CNRS, porté par Anna Lévy INSP)

 

Publications 

  • Zhang, Y.; Kang, J.; Pluchery, O.; Caillard, L.; Chabal, Y. J.; Wang, L.-W.; Sanz, J. F.; Salmeron, M., Nanoimaging of Organic Charge Retention Effects: Implications for Nonvolatile Memory, Neuromorphic Computing, and High Dielectric Breakdown Devices. ACS Applied Nano Materials 2019, 2 (8), 4711-4716. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.9b01182
  • Yingjie Zhang, Olivier Pluchery, Louis Caillard, Anne-Félicie Lamic-Humblot, Sandra Casale, et al.. Sensing the Charge State of Single Gold Nanoparticles via Work Function Measurements. Nano Letters, American Chemical Society, 2015, 15 (1), pp.51-55. ⟨10.1021/nl503782s⟩. ⟨hal-01120624⟩