# Etude des dérivés sulfoxydes sur des substrats métalliques et isolants par technique SPM

Mélissa Hankache, Valentin Magné, Elie Geagea, Sylvain Clair, Franck Para, Luca Giovanelli, Christian Loppacher, Jacques Bonvoisin, Gwénaël Rapenne, Eddy Maerten, et al.

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## To cite this version:

Mélissa Hankache, Valentin Magné, Elie Geagea, Sylvain Clair, Franck Para, et al. Etude des dérivés sulfoxydes sur des substrats métalliques et isolants par technique SPM. Forum des microscopies à sonde locale, Apr 2023, Obernai, France. hal-05288306

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Submitted on 29 Sep 2025

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# Etude des dérivés sulfoxydes sur des substrats métalliques et isolants par technique SPM

M.Hankache¹, V.Magné³, E. Geagea¹, S.Clair¹, F.Para¹, L.Giovanelli¹, C.Loppacher¹, J.Bonvoisin², G.Rapenne², E.Maerten³, O.Thillaye du Boullay³, C.Kammerer², D.Madec³, L.Nony¹

1- Univ Aix Marseille, CNRS, IM2NP, UMR 7334, Marseille, France

2- CEMES, CNRS, UPR 8011, Toulouse, France

3- LHFA, CNRS, UMR 5069, Toulouse, France

Grâce à leur importante photoréactivité en solution, les précurseurs organiques à base de sulfoxydes (S-oxide) sont prometteurs dans la perspective d'initier de nouveaux mécanismes de synthèse sur surface sous illumination, en premier lieu par désoxygénation et/ou extrusion contrôlée de leur groupe sulfinyle [1].

Cette étude présente des résultats obtenus avec deux dérivés sulfoxydes : le Dibenzothiophene S-oxide (DBTSO, fig.1), ainsi que son dérivé dibromé (o-Br)₂-DBTSO. Les molécules ont été déposées sur Au(111) (fig.2) et NaCl(001) (fig.3) dans le but d'étudier leur mécanisme d'adsorption. Leur comportement sous illumination a été testé sur le composé (o-Br)₂-DBTSO dans le régime UV (265 nm). Les études ont été menées en STM et AFM non-contact sous ultra-vide dans la gamme 9K, 77K et température ambiante.

L'imagerie intra-moléculaire (pointe CO) d'une molécule isolée de DBTSO à 9K permet d'identifier la configuration d'adsorption des molécules sur Au(111). La molécule s'adsorbe à plat avec l'oxygène du groupe sulfinyle orienté vers la surface. Dans le régime mono-couche, les molécules forment une phase supramoléculaire étendue par liaisons hydrogène (fig.2). Sur la même surface, les (o-Br)₂-DBTSO forment une couche supramoléculaire moins bien organisée à partir de structures octamériques que nous décrirons. On observe également la formation de structures polymérisées par couplage d'Ulman sous recuit (220°C) dont la structure intramoléculaire a pu être établie. Sur NaCl(001), la phase supramoléculaire de ces derniers composés est au contraire très organisée et étendue (fig.3). Même si l'imagerie haute résolution est plus délicate sur un isolant massif que sur un métal par défaut de maîtrise de la fonctionnalisation de la pointe, la structure de la phase indique deux types de rangées moléculaires non équivalentes liées par des liaisons hydrogène. Des premiers résultats montrent que la phase est modifiée par l'effet de l'illumination, ce que nous discuterons.

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Figure 1 : Image $\Delta$f à hauteur constante d'une molecule de DBTSO sur Au(111) (9K).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Figure 2 : Image STM des DBTSO sur Au(111) (9K).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Figure 3 : Image des molécules (o-Br)₂-DBTSO sur NaCl(001) (9K).</figcaption></figure>

## Références

[1] Mrinmoy Nag and William S. Jenks, «Photochemistry of Substituted Dibenzothiophene Oxides: The Effect of Trapping Groups», *The Journal of Organic Chemistry* **(2005)**, 70 (9), 3458-3463