Les nanoparticules métalliques présentent des fréquences vibrationnelles élevées et sensibles au dépôt de matière à leur surface, très favorables à leur utilisation comme nanobalances. Elles souffrent toutefois d’un important défaut, à savoir des facteurs de qualité vibrationnels (c’est-à-dire le nombre d’oscillations qu’elles effectuent une fois excitées, avant leur retour à l’équilibre) faibles. Cette limitation résulte principalement du fait que les vibrations d’une nanoparticule ne restent pas confinées dans celle-ci, mais se propagent progressivement vers son environnement.
Les chercheurs de l’iLM ont voulu déterminer l’effet de la forme des nano-objets sur ce phénomène. Ils ont pour cela réalisé des expériences optiques résolues en temps sur des nanodisques d’or individuels de différents diamètres, lithographiés sur un substrat en saphir. Ils ont pu démontrer - à la fois expérimentalement et par modélisation numérique - que leurs facteurs de qualité vibrationnels varient fortement avec leur diamètre. En particulier, des vibrations beaucoup plus longues sont obtenues pour certains diamètres spécifiques, comme si le nano-objet était « isolé » du substrat, une situation très intéressante pour développer des applications de type nanobalances et pour quantifier les sources internes d’amortissement vibrationnel.