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1. Houwaart, Torsten. Cobalt porphyrins on coinage metal surfaces - adsorption and template properties : Porphyrine de cobalt dans surfaces métalliques - propriété d’adsorption et de template.

Degree: Docteur es, Chimie, 2014, Lyon, École normale supérieure

Cette thèse est une étude théorique sur la interface de porphyrine de cobalt avec des surfaces métalliques avec le code VASP DFT. Le cadre DFT nécessaire a été introduit dans le chapitre 1. La structure de la jBardeen, une programme ecrit en Java, pour la simulation de la STM est expliqué dans le chapitre 2 et le code source est jointe en annexe. Une étude de l'adsorption de CoTPP sur les surfaces métalliques a été entrepris dans le chapitre 3. Différents paramètres de calcul ont été évalués: Le site d'adsorption et de la géométrie à la fois la molécule et la surface ont été étudiés par rapport à la xc-fonctionnel et correction de la dispersion utilisée. Une adsorption site le plus stable est identifié. Par conséquent, ce site plus stable a été étudiée pour sa structure électronique. Calculés images STM avec le code jBardeen ont été comparés avec une experimentation de CoTPP Cu sur une surface (111) avec une couverture sous monocouche. Dans le chapitre 4, un adatome Fe a été présenté à la CoTPP sur Ag système (111). Trois sites de liaison symétrique différentes pour l'atome Fe ont été identifiés sur le macrocycle, marqué les , bi-, brd- et bru-positions. Un moment magnétique pouvait être attestée qui a été principalement situé sur l'atome Fe. Voies possibles entre les quatre, symétriquement équivalentes, sites bi- ont été étudiées avec des méthodes différentes. Simples calculs dans le vacuum et calculs de la “Nudged Elastic Band” (NEB) de l'ensemble du système a révélé une hauteur de barrière légèrement au-dessus de 0,2 eV allant de position bi à la posititon brd. Une analyse de vibration a montré que la commutation de l'atome Fe est susceptible, lorsqu'il est perturbé hors d'équilibre dans les positions brd et bru.

This thesis is a theoretical study on the cobalt porphyrin - coinage metal surface interface with the DFT code VASP. The necessary DFT framework has been introduced in chapter 1. The structure of the Java program jBardeen for STM simulation is explained in chapter 2 and the source code is attached as Appendix. A study of the adsorption of CoTPP on coinage metal surfaces has been undertaken in chapter 3. Different parameters of the calculation have been evaluated: the adsorption site and the geometry of both the molecule and surface have been investigated with respect to the xc-functional and dispersion correction used. A most stable adsorption site -bridge down- is identified. Consequently, this most stable site was investigated for its electronic structure. Calculated STM images with the jBardeen code were compared with an experiment of CoTPP on a Cu(111) surface with sub monolayer coverage. In chapter 4 an Fe adatom was introduced to the CoTPP on Ag(111) system. Three symmetrically different binding sites for the Fe atom were identified on the macrocycle, labelled the bi-, brd- and bru-positions for bisector, bridge down and bridge up respectively. A magnetic moment could be evidenced which was mainly located on the Fe atom. Possible pathways between the four symmetrically equivalent bisector sites…

Advisors/Committee Members: Bocquet, Marie-Laure (thesis director).

Subjects/Keywords: Porphyrine de Cobalt; CoTPP; Pophyrine; Microscope à effet tunnel; STM; Théorie de la fonctionnelle de la densité; DFT; Surfaces métalliques; Adsorption; Templates; Étude théorique; Interface métal molécule; VASP; JBardeen; Programme Java; Site d'adsorption; Géométrie d'adsorption; Correction de dispersion; Xc-fonctionnel; D2; Grimmes potentiel; Grimmes D2; Structure électronique; Cu(111); Ag(111); Fe adatome; Site de liaison; Moment magnétique; Couplage magnétique; Dynamique de commutation; NEB; Analyse de vibration; Analyse de charge Bader; PDOS; Cobalt-Tetra-Phenyl-Porphyrin; CoTPP; Porphyrins; Scanning Tunneling Microscopy; STM; Density Functional Theory; DFT; Coinage metal surfaces; Adsorption; Templating; Theoretical study; Molecule metal interface; VASP; JBardeen; Java program; Adsorption site; Adsorption geometry; Xc-functional; Dispersion correction; D2; Grimmes potential; Grimmes D2; Electronic structure; Cu(111); Ag(111); Fe adatom; Binding site; Magnetic moment; Magnetic coupling; Switching dynamics; NEB; Nudged Elastic Band; Vibrational analysis; Bader charge analysis; PDOS; Projected Density of States

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APA (6th Edition):

Houwaart, T. (2014). Cobalt porphyrins on coinage metal surfaces - adsorption and template properties : Porphyrine de cobalt dans surfaces métalliques - propriété d’adsorption et de template. (Doctoral Dissertation). Lyon, École normale supérieure. Retrieved from http://www.theses.fr/2014ENSL0927

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Houwaart, Torsten. “Cobalt porphyrins on coinage metal surfaces - adsorption and template properties : Porphyrine de cobalt dans surfaces métalliques - propriété d’adsorption et de template.” 2014. Doctoral Dissertation, Lyon, École normale supérieure. Accessed July 15, 2019. http://www.theses.fr/2014ENSL0927.

MLA Handbook (7th Edition):

Houwaart, Torsten. “Cobalt porphyrins on coinage metal surfaces - adsorption and template properties : Porphyrine de cobalt dans surfaces métalliques - propriété d’adsorption et de template.” 2014. Web. 15 Jul 2019.

Vancouver:

Houwaart T. Cobalt porphyrins on coinage metal surfaces - adsorption and template properties : Porphyrine de cobalt dans surfaces métalliques - propriété d’adsorption et de template. [Internet] [Doctoral dissertation]. Lyon, École normale supérieure; 2014. [cited 2019 Jul 15]. Available from: http://www.theses.fr/2014ENSL0927.

Council of Science Editors:

Houwaart T. Cobalt porphyrins on coinage metal surfaces - adsorption and template properties : Porphyrine de cobalt dans surfaces métalliques - propriété d’adsorption et de template. [Doctoral Dissertation]. Lyon, École normale supérieure; 2014. Available from: http://www.theses.fr/2014ENSL0927

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