Amortissement vibrationnel de nano-objets individuels
Vibrational Damping of individual nano-objects
Fabio Medeghini, Aurélien Crut, Paolo Maioli, Fabrice Vallée et Natalia Del Fatti (équipe FemtoNanoOptics), en collaboration avec des collègues de Brescia et Pise, ont publié un article intitulé "Controlling the quality factor of a single acoustic nanoresonator by tuning its morphology" dans la revue Nano Letters.
Fabio Medeghini, Aurélien Crut, Paolo Maioli, Fabrice Vallée and Natalia Del Fatti (FemtoNanoOptics team), with colleagues from Brescia and Pisa, published an article entitled "Controlling the quality factor of a single acoustic nanoresonator by tuning its morphology" in the journal Nano Letters.
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.
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.
Metal nanoparticles present high vibrational frequencies sensitive to matter deposition at their surface, very favorable for using them as nanobalances. They however suffer from a major drawback, namely low vibrational quality factors (i.e., the number of oscillations that they perform once excited, before relaxation). This limit mainly results from the fact that the vibrations of a nanoparticle do not remain confined in it, but progressively propagate towards its surroundings.
The aim of iLM researchers was to determine the effect of nano-object morphology on this phenomenon. To do so, they performed time-resolved optical experiments on single gold nanodisks with different diameters lithographed on a sapphire substrate. They could demonstrate – both experimentally and through numerical simulations – that their vibrational quality factors strongly depend on their diameter. In particular, much longer vibrations occur for some specific diameters, as if the nano-object was “isolated” from the substrate, a situation interesting for developing nanobalance applications and for quantifying the internal sources of vibrational damping.
The aim of iLM researchers was to determine the effect of nano-object morphology on this phenomenon. To do so, they performed time-resolved optical experiments on single gold nanodisks with different diameters lithographed on a sapphire substrate. They could demonstrate – both experimentally and through numerical simulations – that their vibrational quality factors strongly depend on their diameter. In particular, much longer vibrations occur for some specific diameters, as if the nano-object was “isolated” from the substrate, a situation interesting for developing nanobalance applications and for quantifying the internal sources of vibrational damping.
