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Accueil du site > Propriétés optiques de nanoparticules et de points quantiques couplées à l’échelle nanométriques

Proposition de stage 2007-2008

MASTER 2ème année

Laboratoire : Laboratoire de Physique des Solides

Directeur du laboratoire : Jean-Paul Pouget

Adresse : UMR 8502 Université Paris Sud, Bât. 510 - 91405 Orsay

Responsable(s) du stage : M. Kociak et O. Stephan

Téléphone : 01 69 15 53 69 / 61

e-mail : kociak@lps.u-psud.fr stephan@lps.u-psud.fr

Titre du sujet proposé :

Propriétés optiques de nanoparticules et de points quantiques couplées à l’échelle nanométriques

Les nanoparticules dont les dimensions sont inférieures aux longueurs d’onde du domaine visible (typiquement 500 nm) présentent des propriétés optiques étonnantes. On sait par exemple que leurs propriétés d’absorption macroscopiques sont particulièrement dépendantes de leur symétrie et de leurs dimensions. D’autre part, il est prédit que la présence de rugosité, ou d’angles vifs dans la forme des nanoparticules a tendance à produire des renforcements de champs extrêmement locaux. Cela a d’ailleurs des conséquences directes pour nombre d’applications (thérapie locale du cancer, sondes biologiques, opto-électronique…), et place cette problématique, tant d’un point de vue fondamental qu’applicatif, au centre de nombreux développements actuels. Si on sait que ces propriétés dépendent en fait d’excitations particulières couplant lumière et électrons, appelées plasmons de surface, on ne connaît dans la pratique que peu de choses sur leur comportement à l’échelle du nanomètre, information dont dépend crucialement la compréhension des effets évoqués plus haut. Comment se comportent ces excitations à l’échelle nanométrique, c’est-à-dire pour des dimensions bien inférieure à la longueur d’onde ? Comment mesurer de tels comportements ? Quel est le lien entre ces propriétés locales et les propriétés optiques globales de ces systèmes ?

Le sujet du stage et d’une éventuelle thèse est l’étude des propriétés electromagnétiques locales de nanoparticules métalliques couplées à des points quantiques (des nanoparticules semi-conductrices qui se comportent comme des molécules idéales). L’objectif est de comprendre comment un système dominé par les plasmons de surface (la nanoparticule métallique) peut échanger de l’énergie électromagnétique localement avec des molécules (les points quantiques).

Nous avons récemment développé une technique permettant de mesurer l’absorption optique à l’échelle du nanomètre, par des techniques de spectroscopie de perte d’énergie électronique (EELS) dans un microscope électronique à balayage en transmission. De plus, nous développons d’autres types de spectroscopies, permettant de mesurer localement les propriétés de réémission des nanoparticules. L’ensemble de ces techniques sont à l’heure actuelle presque uniques au monde.

Le sujet s’adresse à un(e) candidat(e) curieux(se), aimant l’expérimentation et les développements théoriques nouveaux.

Si vous êtes intéressé(e), n’hésitez pas à nous contacter pour en discuter !