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Teulle, Alexandre. Façonnage de modes plasmons dans des colloïdes d'or

Teulle, Alexandre (2013). Façonnage de modes plasmons dans des colloïdes d'or.

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Résumé en francais

Cette thèse a pour objectif principal d'interpréter des mesures expérimentales des propriétés plasmoniques de nanoparticules d'or cristallines de différentes morphologies. Nous étudions tout d'abord, grâce à un film photosensible, la distribution du champ local autour de nano-prismes d'or. Cette cartographie indirecte révèle un effet de taille en irradiant à 457 nm et 514nm des objets de formes identiques mais de dimensions différentes, suggérant une réponse quasi-modale des plasmons supportés par ces structures. Cette réponse quasi-modale est mise en évidence dans le cas de prismes triangulaires de 500 nm de côté. Dans une seconde étape, nous montrons que la luminescence à deux photons (TPL) offre un autre moyen original de sonder la distribution du champ électromagnétique à l'intérieur de ces particules. En particulier, nous considérons le cas des nano-bâtonnets et des prismes d'or. Les cartes TPL montrent un fort confinement du champ à l'intérieur de ces objets. La localisation du signal peut être contrôlée en ajustant la polarisation incidente. Parallèlement, nous avons développé un nouvel outil de simulation pour reproduire et interpréter les cartes TPL. Elles confirment la spatialisation spécifique du champ proche et nous renseignent sur l'influence de la longueur d'onde et de la forme des prismes. Notre modèle suggère que la TPL donne aussi accès à la densité locale d'états plasmoniques dans la particule, et que le couplage entre deux nano-prismes peut constituer une nouvelle façon de concevoir des portes logiques modales plasmoniques. Enfin, nous avons étudié les propriétés optiques de chaines de sphères d'or d'une dizaine de nanomètres de diamètre. Les particules constituant ces chaines fusionnent sous l'effet du faisceau du microscope électronique en transmission ce qui conduit à un décalage dans l'infrarouge des modes de résonance plasmon. Nous avons caractérisé spatialement et spectralement ces modes plasmons par spectroscopie de pertes d'énergie (EELS). Grâce à la polyvalence du formalisme des fonctions de Green, et en nous appuyant sur une modélisation théorique montrant le lien entre signal de perte et densité locale d'états, nous avons simulé des cartes EELS de ces objets.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Dujardin, Erik
Girard, Christian
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Centre d'Elaboration de Matériaux et d'Etudes Structurales (CEMES), UPR 8011
Mots-clés libres :Plasmonique - Or - Colloïdes - Densité locale d'états - Photomigration - Luminescence à deux photons - Méthode de Green dyadique - Simulations - Spectroscopie de pertes d'énergie
Sujets :Sciences des matériaux
Déposé le :31 Mar 2014 11:33