Правильно в именительном падеже: полночь, а полуночи, полуночью – формы косвенных падежей; предложные сочетания с этими формами выступают в функции обстоятельства времени: не спать до полуночи, вернуться домой к полуночи.
В научно-технических документах часы записываются двумя цифрами, поэтому правильно: с 09:00 до 12:00, 00:00. В других текстах формат записи с двоеточием не рекомендуется.