Nanothermics: ultrafast optical characterization of thermal transfer at the nanoscale
Nanothermique : charactérization optique ultrarapide du transfert thermique à l'échelle nanométrique
With the fast development of micro- and nano-size devices, heat transfer at nanoscale has become a central problem in nanosciences and nanotechnology, fostering a fast emergence of this new field.
In this context, optics has the great advantage of being a non contact method. Time-resolved optical spectroscopy of metal nanoparticles, which can be used as both local heaters and heat detectors, is a powerful tool to investigate such thermal processes. Under some specific experimental conditions, the long-delay time-resolved optical transmission signal being proportional to the nanoparticle temperature, it provides a unique way to measure its cooling kinetics after an initial impulsive excitation. These investigations lead to a more fundamental understanding of different mechanisms responsible for heat transfer at nanoscale, including the thermal interface resistance between nanoparticles and the environment, and to their modification with size confinement.
Avec le développement rapide des micro- et nano-dispositifs, le transfert de chaleur à l'échelle nanométrique est devenu un problème central dans les nanosciences et les nanotechnologies, favorisant une émergence rapide de ce nouveau domaine.
Dans ce contexte, l'optique a le grand avantage d'être une méthode sans contact. La spectroscopie optique à résolution temporelle des nanoparticules métalliques, qui peuvent être utilisées à la fois comme éléments chauffants locaux et comme détecteurs de chaleur, est un outil puissant pour étudier ces processus thermiques. Dans certaines conditions expérimentales spécifiques, le signal de transmission optique résolu en temps, proportionnel à la température des nanoparticules, fournit un moyen unique de mesurer leur cinétique de refroidissement après une excitation impulsive initiale. Ces recherches permettent de mieux comprendre les différents mécanismes responsables du transfert de chaleur à l'échelle nanométrique, y compris la résistance thermique d'interface entre les nanoparticules et l'environnement, et leur modification en fonction du confinement spatial.
Selection of publications on nanothermics
Une sélection des publications sur la nanothermique
R. Rouxel, M. Diego, F. Medeghini, P. Maioli, F. Rossella, F. Vallée, F. Banfi, A. Crut and N. Del Fatti
"Ultrafast Thermo-Optical Dynamics of a Single Metal Nano-Object"
Journal of Physical Chemistry C 124, 15625 (2018)
M. Gandolfi, A. Crut, F. Medeghini, T. Stoll, P. Maioli, F. Vallée, F. Banfi and N. Del Fatti
"Ultrafast Thermo-Optical Dynamics of Plasmonic Nanoparticles"
Journal of Physical Chemistry C 122, 8655 (2018)
T. Stoll, P. Maioli, A.Crut, S.Rodal-Cedeira, I. Pastoriza-Santos, F. Vallée and N. Del Fatti
"Time-Resolved Investigations of the Cooling Dynamics of Metal Nanoparticles: Impact of Environment"
Journal of Physical Chemistry C 119, 12757 (2015)
F. Banfi, V. Juvé, D. Nardi, S. Dal Conte, C. Giannetti, G. Ferrini, N. Del Fatti and F. Vallée
"Temperature dependence of the thermal boundary resistivity of glass-embedded metal nanoparticles"
Applied Physics Letters 100, 011902 (2012)
V. Juvé, M. Scardamaglia, P. Maioli, A. Crut, S. Merabia, L. Joly, N. Del Fatti and F. Vallée
"Cooling dynamics and thermal interface resistance of glass-embedded metal nanoparticles"
Physical Review B. 80, 195406 (2009)
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