L'institut
Actualité de FEMTO-ST

Room temperature stable molecules adsorbed on semi-conductors

The adsorption of functional molecules on surfaces plays a vital role in the emerging field of nanoelectronics. In this context, molecular and supramolecular ordering, which are key steps in the development of complexes architectures, are controlled by a balance between intermolecular forces and molecule–substrate interactions.

Isolated molecules on Si(111)-B

Isolated molecules on Si(111)-B

Isolated molecules on Si(111)-B
Image 8x12nm2

The deposition of organic molecules and preservation of their entire skeleton, especially on semiconductor surfaces, is still a challenge, although much progress has been made in the development of metallic surface-based devices with organic molecules at low temperature, where the molecule–surface interactions are weak and diffusion remains low. However, the use of metallic substrates is less attractive for potential applications as semiconductors, especially in the field of nanoelectronics.

2D-molecular star on Si(111) 7x7

2D-molecular star on Si(111) 7x7

2D-molecular star on Si(111) 7x7
Image 6x7nm2

In order to circumvent the problem of traditional silicon surface reactivity with pi-conjugated molecules, the Si(111)-B surface is used. This surface has the unique particularity to exhibit depopulated dangling bonds due to the presence of boron atoms under the top silicon layer. We have shown that the weak interactions between rich pi-electron molecules with empty pz depopulated dangling orbitals of the Si-B surface are most likely to be at the origin of the specific adsorption of isolated triazine molecules at the Si-B surface. This structure is stable at room temperature, and the pi-conjugated skeleton of organic molecules is preserved even after deposition [1].

We propose a new concept for the room-temperature deposition of pi-conjugated organic molecules, without any modification of their electronic structure, at specific adsorption sites on the surface of the semiconductor Si(111)-7x7 by adsorbing p-conjugated zwitterionic molecules on this semiconductor surface. The presence of a negative charge on the target molecules offsets the electrophilic character of the Si(111)-7x7 adatoms and preserves the p skeleton of the organic molecules after deposition. The half-cells of Si(111)-7x7 act as a template that guides the molecular assembly of achiral molecules, as shown by the induction of chirality in the modified areas [2].

The results reported herein are remarkable from several different points of view, especially the molecular assembly at room temperature, the chirality of the assembly, and the stability and conservation of the pi-conjugated skeleton on the semiconductor surface at room temperature. These strategies may become important methods for the deposition of pi-conjugated molecules.

Contact: frank.palmino@pu-pm.univ-fcomte.fr

The Nanosciences group are: Y. Makoudi (PhD), Dr F. Palmino, Dr E. Duverger, Dr F. Chérioux.

[1] Y. Makoudi, M. Arab, F. Palmino, E. Duverger, F. Chérioux, C. Ramseyer, M. J.-L. Tschan, B. Therrien, G. Süss-Fink, Phys. Rev. Lett., sous presse, parution Février 2008.

[2] Y. Makoudi, M. Arab, F. Palmino, E. Duverger, C. Ramseyer, F. Picaud, F. Chérioux, Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46, 9287-9290.

  • ThermoBot : des microrobots qui marchent sur l’eau

    Imaginez, un robot, de la taille d’une mouche, marchant sur la surface de l’eau et poursuivi par un faisceau laser. On pourrait croire à un scénario de science-fiction… 

    Lire la suite
  • Reconnaître un menteur au son de sa voix ?

    Des scientifiques ont démontré que l’intensité, la vitesse et la hauteur de voix de son interlocuteur influaient automatiquement sur notre perception de fiabilité et d’honnêteté de son discours. Ces travaux sont publiés dans la prestigieuse revue « Nature Communications »

    Lire la suite
  • Projet européen de développement de composites biosourcés durables et à hautes performances

    Piloté par FEMTO-ST et porté par l’Université de Franche-Comté, Le projet de R&D « SSUCHY » qui regroupe 17 partenaires européens entre dans sa phase finale. L’occasion de faire le point sur l’avancée des travaux.

    Lire la suite
  • Comprendre la cytotoxicité des nanoparticules métalliques

    Une étude récente publiée dans la revue « Chemical Science » et impliquant FEMTO-ST donne de nouvelles perspectives dans la compréhension des mécanismes d’altération de l’ADN dans les cellules par les nanoparticules métalliques.

    Lire la suite
  • L'intelligence artificielle au service de la photonique ultrarapide de prochaine génération

    Comment l’apprentissage machine et les méthodes associées peuvent permettre d’améliorer les développements des sources laser de prochaine génération et révolutionner les applications où la lumière ultrarapide joue un rôle central ?

    Lire la suite
  • Forte implication de FEMTO-ST dans le projet H2020 « PhotonHub Europe »

    Aider les PME européennes à accroitre leur compétitivité grâce à la photonique. C'est l’objectif de ce projet qui, à travers un guichet unique, propose le soutien de 54 centres de compétences de premier plan en Europe, dont FEMTO-ST, par ailleurs coordinateur scientifique au niveau national.

    Lire la suite
  • Première mise en évidence d’ondes non linéaires autoconfinées au sein de structures plasmoniques

    En apportant les toutes premières preuves expérimentales de l’existence de ce phénomène, les chercheurs de FEMTO-ST et leurs partenaires espèrent pouvoir générer cet effet non-linéaire à l’aide de sources laser peu intenses, afin de l’utiliser pour des applications en nanophotonique.

    Lire la suite
  • Mengjia Wang reçoit le « Chinese government award 2020 »

    Doctorant au département d’Optique de FEMTO-ST de 2016 à 2019, Mengjia Wang a été récompensé par le Gouvernement Chinois pour ses travaux de thèse remarquables dans le domaine de la nanophotonique et de la plasmonique.

    Lire la suite
  • Laurent LARGER nommé Fellow 2021 de L’OSA

    Professeur de Physique/optique à l’Université de Franche-Comté et chercheur à FEMTO-ST, Laurent Larger est récompensé pour ses travaux pionniers sur la dynamique non linéaire en optoélectronique et sur le développement de nouvelles architectures pour l’intelligence artificielle photonique.

    Lire la suite
  • Concours CNRS « la Preuve par l'Image »

    Découvrez la sélection des 20 images sélectionnées par le CNRS, dont l’une est présentée par FEMTO-ST, et votez pour désigner la photo « Prix du public ».

    Lire la suite