Réponse optique de nano-objets individuels sur un substrat absorbant

Etienne Pertreux, Anna Lombardi, Mike Hettich, Paolo Maioli, Aurélien Crut, Fabrice Vallée et Natalia Del Fatti (équipe FemtoNanoOptics), en collaboration avec des collègues de Strasbourg et de Bordeaux, ont publié un article intitulé «Surface plasmon resonance of an individual nano-object on an absorbing substrate: quantitative effects of distance and 3D orientation» dans la revue Advanced Optical Materials.

La réponse optique d’objets métalliques de taille nanométrique diffère nettement de celle des métaux massifs par l’apparition de résonances marquées (résonances plasmon de surface). A ces tailles, les propriétés optiques dépendent fortement de l’environnement local du nano-objet: ces résonances sont donc notamment affectées par sa déposition sur un substrat. Pour comprendre l’origine de cet effet et le caractériser, les auteurs ont comparé quantitativement les réponses optiques de nano-objets individuels de forme allongée (bâtonnet et bipyramide) sur des substrats diélectriques et absorbants. Ces expériences ont mis en évidence un élargissement spectral des résonances, en présence d’un environnement absorbant, d’ampleur variable. La comparaison des expériences de spectroscopie avec des simulations numériques a révélé le paramètre-clé contrôlant cet effet: à savoir, la pénétration dans le substrat des champs électromagnétiques intenses générés au niveau des pointes des nano-objets, elle-même fonction de la distance substrat/nano-objet et de l’orientation 3D de ce dernier. Cette caractérisation géométrique a pu être réalisée indépendamment par tomographie électronique, confirmant l’origine de l’effet démontré.

02/02/2016