Les résonateurs mécaniques jouent un rôle central dans des domaines variés tels que la détection, la métrologie et les télécommunications. Parmi eux, les nanoparticules métalliques se distinguent par plusieurs atouts notables : des fréquences de résonance extrêmement élevées, la possibilité d’exciter et de détecter optiquement leurs vibrations, ainsi qu’une synthèse aujourd’hui bien maîtrisée. Cependant, leurs performances restent souvent limitées par des facteurs de qualité mécanique relativement faibles, en raison du couplage avec le milieu environnant et de mécanismes d’amortissement intrinsèques.
Dans ce contexte, les chercheurs de l’iLM ont étudié, en combinant techniques optiques et simulations numériques, l’amortissement vibrationnel de nanodisques d’or individuels déposés sur des substrats solides. Leur travail a permis de mieux comprendre l’influence de la géométrie des nanorésonateurs ainsi que des propriétés des substrats (composition et épaisseur). Ils ont également montré que certains modes faiblement excités peuvent présenter des facteurs de qualité significativement plus élevés que celui du mode dominant les signaux mesurés.

La collecte et le stockage de l’énergie solaire sont aujourd’hui des enjeux sociétaux majeurs pour accompagner les transitions énergétiques de nos sociétés. Des applications de photocatalyses, telles que la production d’hydrogène ou la réduction de CO2 et d’autres polluants, contribuent à la décarbonation de nos énergies et industries.
Cependant les photocatalyseurs utilisés pour ces applications sont sensibles dans la gamme spectrale des ultraviolets (UV), ne représentant qu’une très faible partie de l’énergie solaire disponible (∼5%). Les propriétés optiques exceptionnelles des lanthanides permettent la conversion d’une partie du visible et de l’infra-rouge solaire en UV. Leur efficacité est notamment limitée par leur faible absorption. Dans ce travail, nous présentons et démontrons l’efficacité d’un cristal photonique pour augmenter l’interaction lumière-matière dans une couche mince dopée à l’ytterbium et au thulium. Dépourvu d’absorption parasite, il permet de contrôler le processus d’upconversion multi-longueurs d'ondes et ainsi augmenter l’émission UV d’un facteur 28. Les caractéristiques expérimentales du cristal photoniques correspondent aux simulations électromagnétiques effectuées.
Ces résultats ouvrent la voie à l’élaboration de designs plus efficaces, plus avancés, et à de plus grandes échelles, en direction de potentielles applications viables pour des sociétés à plus faibles impacts carbones.

Les embouteillages “fantômes”, qui semblent se former sans raison lorsque la circulation est dense, préoccupent les conducteurs et les ingénieurs du trafic, mais aussi, sous un angle plus fondamental, les chercheurs qui étudient la dynamique non linéaire. Alors que le développement d’ondes en accordéon, à l’origine des “bouchons”, est souvent interprété comme une instabilité linéaire collective de l’écoulement uniforme, les chercheurs se sont penchés sur un mécanisme alternatif. À la base de ce mécanisme : les réactions fluctuantes des conducteurs, modélisées par du bruit statistique. De fait, l’instabilité mise en évidence est stochastique, non perturbative et non locale. Les chercheurs ont montré que ce mécanisme reproduisait fidèlement les observations empiriques de formation d’oscillations dans la circulation à une file. Pour cela, ils se sont appuyés sur une analogie avec un système physique bien connu, le pendule de Kapitza, dont la position d’équilibre en bas peut perdre sa stabilité sous l’effet de vibrations. Cette approche pourrait s’avérer pertinente pour une gamme bien plus étendue de systèmes.

L’équipe a étudié comment l'eau se comporte lorsqu'elle forme un film ultra-fin sur une surface de verre – à peine quelques molécules d'épaisseur ! Ils ont découvert que certains ions, comme le potassium, ont tendance à « coller » à la surface, créant une friction supplémentaire qui ralentit considérablement l'eau. Cela modifie aussi sa capacité à conduire l'électricité. Cette découverte aide à mieux comprendre les systèmes nanofluidiques utilisés pour la filtration de l'eau, la production d'énergie ou même le calcul inspiré du cerveau. À cette échelle minuscule, l'eau ne se comporte plus comme on l'attendrait !