Réponse optique ultrarapide d’un nanodisque d’or
Romain Rouxel, Michele Diego, Paolo Maioli, Noelle Lascoux, Fabien Vialla, Francesco Banfi, Fabrice Vallée, Natalia Del Fatti et Aurélien Crut (équipe FemtoNanoOptics), en collaboration avec un collègue de Pise, ont publié un article intitulé "Electron and lattice heating contributions to the transient optical response of a single plasmonic nano-object" dans la revue Journal of Physical Chemistry C.
L’absorption soudaine de lumière par une nanoparticule métallique place celle-ci dans des états hors d’équilibre, où les électrons de la nanoparticule peuvent présenter une élévation de température bien supérieure à celle de son réseau cristallin. La thermalisation interne de la nanoparticule a lieu sur des durées de l’ordre de la picoseconde (10-12 s), via des échanges d’énergie électron-réseau qui uniformisent progressivement les températures de ces deux systèmes et peuvent être suivis à travers les modifications transitoires qu’ils induisent sur la réponse optique de la nanoparticule.
Les chercheurs de l’ILM ont étudié ces phénomènes à l’échelle d’une nanoparticule individuelle, en réalisant des expériences de spectroscopie optique résolue en temps sur des nanodisques d’or. Ces travaux expérimentaux ont été complétés par des modélisations théoriques permettant de préciser les contributions des échauffements des électrons et du réseau aux signaux mesurés. Les chercheurs ont démontré qu’il était possible de sonder sélectivement la dynamique des électrons ou celle du réseau cristallin, en utilisant certaines longueurs d’onde spécifiques. L’échauffement des électrons (par le laser d’excitation) puis leur refroidissement, ou l’échauffement du réseau cristallin (par transfert d’énergie des électrons), ont ainsi pu être sélectivement mesurés.
Les chercheurs de l’ILM ont étudié ces phénomènes à l’échelle d’une nanoparticule individuelle, en réalisant des expériences de spectroscopie optique résolue en temps sur des nanodisques d’or. Ces travaux expérimentaux ont été complétés par des modélisations théoriques permettant de préciser les contributions des échauffements des électrons et du réseau aux signaux mesurés. Les chercheurs ont démontré qu’il était possible de sonder sélectivement la dynamique des électrons ou celle du réseau cristallin, en utilisant certaines longueurs d’onde spécifiques. L’échauffement des électrons (par le laser d’excitation) puis leur refroidissement, ou l’échauffement du réseau cristallin (par transfert d’énergie des électrons), ont ainsi pu être sélectivement mesurés.
