Relation entre structure et propriétés électriques d'un complexe à transfert de charge en films de langmuir-blodgett

¹ CEN.Saclay, 91191 Gif Sur Yvette Cedex, (France).
² CEA-IRDI-DESICP-Département de Physico-Chimie, France.
³ CEA-IRF-Département de Physique Générale, France.

Résumé

Un édifice moléculaire stratifié a été élaboré par la technique Langmuir-Blodgett avec des molécules N-docosylpyridinium, TCNQ. Ce complexe à transfert de charge a été synthétisé au laboratoire. Les films L.B. obtenus sont isolants. L'addition in situ d’iode les rend conducteurs (σ = 10^—1 ohm^—1 cm^—1). Les spectres IR et UV-visible ont permis de suivre les différentes étapes d'oxydo-réduction jusqu'au stade final conducteur (TCNQ^- partiellement oxydé en TCNQ°). Les modifications structurales correspondantes ont été suivies par diffraction de rayons X. La transition isolant-conducteur s'accompagne d'une mise en ordre du réseau.

Abstract

We have synthesized an amphiphilic charge transfer complex (N-docosylpyridinium, TCNQ) and built up Langmuir-Blodgett films. The polar planes containing TCNQ^- are separated by about 40 A of insulating aliphatic layers. At this stage the L.B. film is an insulator. Further in situ mild oxidation with iodine leads to completely different properties as proved by optical spectra and by direct conductivity measurements (The in plane d.c. conductivity is about 10-^—1 ohm^—1 cm^—1). The conductivity lies in the polar planes.

Different stages of the oxido-reduction process have been characterized by IR and UV spectra until the final conducting state is reached (partial oxidation of TCNQ^- into TCNQ°). The structural in situ modifications induced by the chemical treatment have been characterized by X-ray diffraction at small glancing angles. Before iodation the lattice is poorly ordered. When the insulator-conductor transition appears there is a complete reorganization of the lattice which becomes fairly well ordered.