Abstract FR:

Cette thèse décrit l'étude de différentes méthodologies qui ont été utilisées pour contrôler l'assemblage de trois systèmes moléculaires sur des surfaces, afin de former des structures supramoléculaire hautement ordonnées à l'échelle nanoscopique et microscopique. Les structures de couches minces ont été préliminairement étudiées par microscopie à force atomique (AFM) à l'interface solide-air. La première partie de la thèse porte sur la technique de préparation de couches minces Langmuir-Blodgett (LB). Cette technique permet d'obtenir une croissance latérale de monocouche orientée sur un substrat de mica et ce, à partir de molécules amphiphiles possédant une queue hydrophobe simple ou double. Des monocouches ordonnées ont été réalisées suivant deux méthodes différentes. La première méthode consiste à exploiter le phénomène d'instabilité lié au transfert de molécules sur des substrats dans le procédé Langmuir-Blodgett (LB), ce qui permet de générer des canaux périodiques de taille nanométrique dans le cas de monocouche de dimyristoyl-phosphatidylcholine (DMPC) transférée sur un substrat de mica. La seconde méthode utilisée consiste à utiliser des molécules amphiphiles possédant de grosses têtes amphiphiles interagissant fortement entre elles. L'utilisation des molécules de palmitate de quercetine (QP) ont permis l'obtention de structures supramoléculaires de type fibre et ceci dans des domaines micrométriques. Les images AFM (mode tapping) de films mixtes montrent que les fibres adoptent une conformation courbée conduisant à de nouveaux types de domaines en forme de spirale. Les résultats obtenus ouvrent de nouvelles perspectives pour l'utilisation de films LB comme outil permettant d'organiser des monocouches a plusieurs composants avec un haut degré de précision. La seconde partie de la thèse est consacrée à l'autoassemblage, sur des surfaces, d'une nouvelle classe de système macromoléculaire, des polyrotaxanes conjugués entoures par des cyclodextrines, dans le but d'optimiser les performances des LEDs basés sur ces architectures complexes. En particulier la morphologie de surface des mélanges de poly(4,4'-diphenylenevinylene) PDV, soluble dans l'eau, et de leur forme " rotaxane " -CD-PDV, avec du poly(ethylene oxyde) PEO, déposés par spin coating a été étudié par AFM en mode tapping. Cette dernière technique a permis de révéler l'existence d'un processus de reconnaissance interfacial. Ce phénomène a été mis en évidence par l'absence de ségrégation de phase ainsi que par l'ordre structural induit par le choix du substrat. Ceci démontre la bonne miscibilité des deux constituants hydrophiles, comme le confirment les mesures de luminescence des films et des dispositifs intégrant ces systèmes. Par ailleurs, des analyses AFM effectuées sur films d' epousseur " submonolayer " de polyrotaxane à base de poly-para-phenylene (-CD-PPP) seul ou mélangé avec du PEO, démontre que l'interaction entre les deux composants a lieu à l'échelle moléculaire. Au contraire, pour les mélanges de PEO avec des polymères conjugués solubles dans des solvants organique, comme le poly(9,9'-dioctylfluorene-alt-benzothiadiazole) F8BT ou des CD-polyrotaxanes à base de polyfluorene alkylé, on observe des structures de surface qui indique des séparations de phases. La dernière partie de la thèse traite de la création de nanojunctions d'hybrides organométalliques, qui sont les composants de base pour de futures applications dans le domaine de la nanoélectronique. Ce qui nécessite à la fois la synthèse de structures moléculaires auto assemblées (approche bottom-up) et la fabrication de nanogaps métalliques par des méthodes de lithographie (top-down). L'auto assemblage d'un gélifiant de faible poids moléculaire, le cyclohexane trisamide, en structure colonnaire via des liaisons hydrogènes a été étudié sur des films préparés par drop casting. Le but de cette étude était d'utiliser un champ électrique (DC) pour orienter les fibres entres deux nanoélectrodes. Le champ électrique a été appliqué entre deux électrodes en or fabriquées sur un wafer de silicone à l'aide d'un faisceau d'ions focalisé (FIB). Bien que les fibres tendent à former des superstructures, une faible proportion de ces architectures s'oriente convenablement lors de l'application du champ électrique. Les résultats décrit dans cette thèse montrent qu'il est important de pouvoir contrôler des interactions intramoléculaires ainsi qu'intermoléculaire, sans oublier les interactions spécifique au surfaces afin de pouvoir piloter l'autoassemblage sur des surfaces solides et ainsi créer des architectures nanométriques pré-programmées ayant des fonctions bien définies. De plus, il a été démontré qu'une approche supramoléculaire représente une voie possible vers la fabrication de prototypes de dispositifs pour l'électronique moléculaire avec des performances améliores.