Les nanoparticules métalliques peuvent supporter des résonances lorsque les électrons du métal oscillent en phase avec une onde électromagnétique excitante. Ces résonances plasmoniques de surface localisées (LSPR) sont actuellement étudiées dans de nombreux domaines de recherche différents pour améliorer un certain nombre de phénomènes physiques, comme l’efficacité de conversion photon en électron dans les panneaux solaires ainsi que l’efficacité de conversion électron en photon dans la lumière. diodes électroluminescentes (LED). En choisissant correctement le matériau métallique des nanoparticules, on peut régler la gamme spectrale dans laquelle elles peuvent avoir un effet exaltant. En effet, les nanoparticules d’or présentent des résonances dans la partie rouge du domaine spectral visible là où les nanoparticules d’aluminium présentent des résonances dans la partie bleue.
Malheureusement, les LSPR présentent des facteurs de très mauvaise qualité par rapport aux autres phénomènes résonants, principalement parce qu’ils sont largement amortis au sein du matériau métallique. Cependant, lorsque les nanoparticules métalliques sont organisées en réseaux, on peut observer un phénomène de diffraction qui permet de coupler toutes les nanoparticules entre elles et de réduire l’amortissement de leur LSPR. Cette résonance collective, appelée Surface Lattice Resonance (SLR), a lieu lorsque le LSPR est couplé à un ordre de diffraction dans le plan (pâturant).
L’objectif de ce projet est de concevoir un réseau composé de nanoparticules de deux matériaux différents (l’or et l’aluminium en premier lieu) afin d’exciter les modes SLR et de les régler spectralement dans les bandes d’absorption et d’émission de molécules émettrices ou de points quantiques au sein de un appareil à LED.
La méthodologie suivante sera utilisée :
– Simulation numérique du réseau bimétallique permettant l’optimisation de la géométrie (diamètres des différentes particules, pas du réseau, forme du maillage, etc.) afin d’obtenir des modes SLR de bonne qualité au positions spectrales requises (en cours via l’utilisation du logiciel Lumerical (FDTD))
– Fabrication par double lithographie électronique du réseau bi-métallique (technique maîtrisée par Anne-Laure Baudrion)
– Caractérisation optique des modes SLR par micro-spectroscopie d’extinction (microscope déjà opérationnel au L2n et possibilité de faire toutes ces caractérisations chez ITODYS avec le co-directeur de thèse).
– Caractérisation par microscopie de fluorescence des émetteurs déposés à la surface du réseau bi-métallique (microscope FLIM déjà à L2n et opérationnel)

Catégorie de financement : Contrat doctoral
UTT Salaire
Titre du doctorat : Doctorat en Sciences pour l’Ingénieur, spécialité Matériaux, Mécanique, Optique et Nanotechnologie
Pays du doctorat : France