Computational studies of molecular self-assembly at surfaces : from rational design to function - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2016

Computational studies of molecular self-assembly at surfaces : from rational design to function

Études computationnelles de l'auto-assemblage moléculaire au niveau des surfaces : de la conception rationnelle à la fonction

Résumé

Molecular self-assembly at surfaces is a prominent example of self-organization of matter with outstanding technological applications. The ability to predict the structure of the self-assembled monolayer (SAM) formed at equilibrium is of great fundamental and technological importance. In this dissertation I present a self-consistent theory for a first-principle interpretation of 2D self-assembly based on modeling and statistical thermodynamics. The developed framework provides access to the thermodynamic stability of the SAM and to its concentration dependence. This allows to study competitive equilibria at surfaces and to rationalize the 2D polymorphism evidenced by scanning probe techniques. The theory predicts the existence of a critical concentration of monomers, which is used to set an absolute scale for the 2D self-assembly propensity. Last, four technological applications are discussed, showing the potentials of the developed framework.
L’auto-assemblage moléculaire au niveau des surfaces est un exemple majeur de l'auto-organisation de la matière avec des applications technologiques d’intérêt. La capacité́ de prédire la structure de la monocouche auto-assemblée (SAM) formée à l'équilibre est d'une importance fondamentale. Dans cette thèse, je présente une théorie aux premiers principes pour l’interprétation de l’auto-assemblage 2D basée sur la modélisation et la thermodynamique statistique. La méthode mise au point permet d'accéder à la stabilité́ thermodynamique de la SAM et à sa dépendance à l'égard de la concentration. Cela permet d'étudier les équilibres concurrentiels au niveau des surfaces et de rationaliser le polymorphisme en 2D. De plus, cette théorie prédit l'existence d'une concentration critique de monomères au-dessus de laquelle l’auto-assemblage 2D est favorisé. Celle-ci est utilisée pour définir une échelle absolue définissant la propension à l’auto-assemblage en 2D. Enfin, quatre applications technologiques sont discutées, exposant les possibilités de la méthode développée.
Fichier principal
Vignette du fichier
Conti_Simone_2016_ED222.pdf (30.5 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-01499491 , version 1 (31-03-2017)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01499491 , version 1

Citer

Simone Conti. Computational studies of molecular self-assembly at surfaces : from rational design to function. Other. Université de Strasbourg, 2016. English. ⟨NNT : 2016STRAF025⟩. ⟨tel-01499491⟩
144 Consultations
67 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More