Réponse optique d'un nano-objet individuel : impact de son orientation 3D et du substrat

Février 2016

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 son orientation spatiale 3D et sa déposition sur un substrat. L'équipe FemtoNanoOptics a mis en évidence et modélisé ces effets, grâce à une étude couplée spectroscopie optique - tomographie électronique - modélisation numérique. Ces travaux sont décrit dans un article publié par Advanced Optical Materials.   

Dans le cadre d'un projet ANR en collaboration avec l'IPCMS de Strasbourg et l'ICMCB de Bordeaux, nous avons 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.

Pour en savoir plus :

E. Pertreux, A. Lombardi, I. Florea, M. Spuch-Calvar, S. Gomez-Grana, D. Ihiawakrim, C. Hirlimann, O. Ersen, J. Majimel, M. Treguer, M. Hettich, P. Maioli, A. Crut, F. Vallée and N. Del Fatti

"Surface plasmon resonance properties of individual nano-objects: effects of deposition and 3D orientation on an absorbing substrate"

Advanced Optical Materials 4, 567 (2016)