Résonances acoustiques de nanoplaquettes : nanobalance
Adrien Girard, Jérémie Margueritat, Alain Mermet (équipe « SOPRANO ») et Benoit Mahler (équipe « Luminescence »), en collaboration avec des collègues de Paris et de Bourgogne, ont publié un article intitulé « The mass load effect on the resonant acoustic frequencies of colloidal semiconductor nanoplatelets » dans la revue Nanoscale.
Les nanostructures possèdent des modes de vibration dits de « basse fréquence » (< 50 cm-1 ou 1.5 THz) analogues aux modes stationnaires 1D d’une corde à l’échelle nanométrique. La diffusion Raman par ce type de mode a été mise en évidence il y a 30 ans à Lyon 1 (E. Duval, A. Boukenter and B. Champagnon, PRL 1986). Depuis, la diffusion Raman basse fréquence a été employée pour caractériser des nanoparticules de différentes natures (quantum dots, NP diélectriques, NP métalliques…) à partir de morphologies essentiellement sphériques (« modes de Lamb »). Dans cette étude, nous nous intéressons aux modes de respiration de nanoplaquettes de semi-conducteur, dont la synthèse colloïdale permet de contrôler leur épaisseur à l’échelle de la monocouche atomique. Nous montrons que la présence des ligands organiques induit une réduction notoire des fréquences de vibration (jusque – 50%) par un effet de lest associé à la masse des ligands. L’abaissement des fréquences est conforme à celui prévu par la mécanique des milieux continus. Ces résultats permettent d’envisager l’exploitation des nanoplaquettes à des fins de nanobalance.
07/07/2016
Acoustic resonances of nanoplatelets: nanobalance effect
Adrien Girard, Jérémie Margueritat, Alain Mermet (team « SOPRANO ») and Benoit Mahler (team « Luminescence »), in collaboration with colleagues from Paris and Bourgogne, published a paper entitled « The mass load effect on the resonant acoustic frequencies of colloidal semiconductor nanoplatelets » in the journal Nanoscale.
Nanostructures exhibit low frequency vibrations (< 50 cm-1 or 1.5 THz) that compare to 1D standing waves of a string at the nanometer scale. Probing these modes by Raman scattering was first evidenced 30 years ago at the University Lyon 1 (E. Duval, A. Boukenter and B. Champagnon, PRL 1986). Since then, low frequency Raman scattering has been used to characterize various types of nanoparticles (quantum dots, dielectric NPs, metallic NPs…), essentially from nanospherical morphologies (« Lamb modes »). Our paper reports on the breathing vibration modes of atomically flat nanoplatelets synthesized from colloidal chemistry. We show that the presence of the organic ligands induces a significant reduction of the resonance frequencies (downto -50%) through a mass lump effect. This reduction conforms to continuum elasticity calculations. These results make colloidal nanoplatelets promising nano-objects for nanobalance applications.
07/07/2016