Peter A. Dowben, Minghui Yuan, Vicki Schlegel, Qin Yin Shi, Lucie Routaboul, Pierre Braunstein, Jean Marie Bernard-Schaaf, Bernard Doudin, Rachel Schurhammer, Iori Tanabe, Institut de Chimie de Strasbourg, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Louis Pasteur - Strasbourg I-Institut de Chimie du CNRS (INC), Laboratoire de Chimie Quantique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Tectonique Moléculaire du Solide (TMS), Chimie de la matière complexe (CMC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Chimie de Coordination Organique, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Université Louis Pasteur - Strasbourg I-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Réseau nanophotonique et optique, and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Université de Strasbourg (UNISTRA)
International audience; Driven by the huge potential of engineering the molecular band offset with highly dipolar molecules for improving charge injection into organic electrics, the anchoring of various N-alkyl substituted quinonoid zwitterions of formula image file: c5nj03251b-t1.tif (R = iPr, Cy, CH2CH(Et)CH2CH2CH2CH3,…) on gold surfaces is studied. The N–Au interactions result in an orthogonal arrangement of the zwitterions cores with respect to the surface, and stabilize adsorbed compact rows of molecules. IR spectroscopy is used as a straightforward diagnostic tool to validate the presence of ultra-thin molecular films. When combined with computational studies, IR measurements indicate that the presence of a CH2 group in α position to the nitrogen atom is important for a successful anchoring through N–Au interactions. The presence of such a flexible CH2 spacer, or of aryl groups, enables π-interactions with the surface, making possible the anchoring of enantiopure or sterically-hindered zwitterions. X-ray diffraction analyses indicate that the intermolecular spacing within a row of molecules can be modulated by the nature of the alkyl substituent R. This modulation is directly relevant to the electronic properties of the corresponding molecular films since these zwitterions are expected to form rows on gold surfaces similar to those observed in the bulk crystalline state.