Mesure de l’orientation 3D d’une bipyramide en or individuelle

Measurement of 3D orientation of a single gold bipyramid nanoparticle

Nhung Vu et Julien Laverdant (équipe AGNANO), en collaboration avec des collègues de Lyon et Paris, ont publié un article intitulé " Single gold bipyramid nanoparticle orientation measured by plasmon-resonant scattering polarimetry " dans la revue The Journal of Physical Chemistry Letters.
 
Nhung Vu and Julien Laverdant (AGNANO team), in collaboration with colleagues from Lyon and Paris, published a paper entitled "Single gold bipyramid nanoparticle orientation measured by plasmon-resonant scattering polarimetry" in The Journal of Physical Chemistry Letters.
 

 

Pour de nombreuses applications optiques, la connaissance de l’orientation de nanoparticules individuelles est un paramètre critique. Par exemple, l’interaction entre nanoparticules dans une assemblée dépend très fortement de leur orientation relative. Dans ce contexte, ce travail présente pour la première fois la mesure de l’orientation 3D d’une nano-bipyramide en or (AuBP) individuelle par mesure de la polarisation de la lumière diffusée en champ sombre. Nous montrons que la majorité des AuBPs présentent une orientation qui dépend de leur forme géométrique. Une technique spécifique a été mise en place dans l’équipe AGNANO afin mesurer la polarisation en fonction des angles collectés par filtrage de Fourier de la diffusion. Avec ce dispositif, l’évolution de la polarisation de la diffusion avec l’ouverture numérique de l’objectif a permis de confirmer le choix du modèle (ce qui n’est pas le cas dans les mesures généralement faites). En particulier, le rôle critique des ondes évanescentes a été clarifié. Cette nouvelle méthode apporte de nouvelles réponses dans les mesures d’orientation de nano-objet et peut être appliqué à de nombreux systèmes tels que les assemblés avec des effets collectifs.
For many optical applications, the orientation of nanoparticles is a key parameter to control and optimize. As an example, an optimal interaction in assembled nanostructures strongly depends on the relative orientation between the particles. In this context, this work describes the first measurement of 3D orientation of a single gold bipyramid nanoparticle (AuBP) by polarization – based dark-field polarimetry. We showed that most of the single AuBPs present an out-of-plane angle consistent with their geometry. A specific technic has been developed at the AGNANO team to precisely control the collection angle by Fourier-plane filtering of the scattering. From this, the evolution of the scattering polarization with the objective numerical aperture allows to strongly validate the choice of the analytical 1D model that was unconfirmed in the previous polarimetric measurements. Moreover, the critical contribution of the evanescent wave is clarified. We believe this complete study brings new insights in the measurement of the orientation of nano-objects and may be applied to many other systems and specifically to coupled/collective systems.
JPCL
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