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Univ. Paris-Saclay
Propriétés optiques de nano-objets: de l’étude de nanoparticules métalliques et diélectriques à celle de systèmes moléculaires auto-assemblés
 
SPEC/LEPO
Mardi 29/09/2020, 14:00-17:00
En visioconférence

Lien pour accéder à la soutenance:
https://eu.bbcollab.com/guest/9d6a4222deaa4b0dadc55793300a0985

Résumé:
Les propriétés optiques de trois types de nano-objets ont été explorées à l’échelle de l’objet unique, en combinant mesures optiques et topographiques. Leurs trois processus de génération de la lumière ont été étudiés: luminescence plasmonique, génération de seconde harmonique (SHG), fluorescence. En 1er point, nous avons entrepris l’étude la luminescence de nanosphères d’or monocristallines afin d’essayer de comprendre la dynamique de relaxation du plasmon excité. Plus précisément, nous nous sommes intéressés à la corrélation entre l’intensité de luminescence et la section efficace d’absorption de nanosphères uniques de tailles variables. Pour cela, nous avons entrepris des études visant l’obtention et l’interprétation de leurs spectres d’excitation de luminescence. Le 2e axe a été centré sur la SHG de particules diélectriques. Nous avons montré que des nanocristaux de BaTiO3 présentaient des signaux SHG relativement élevés, la diffusion de Mie influençant le signal émis. Nous avons pu mettre en évidence que l’émission SHG de ces cristaux pouvaient directement être corrélée à leur géométrie. Leurs propriétés d’anisotropie SHG rendent ces objets intéressants en tant que marqueurs biologiques permettant de suivre à la fois les translations et les rotations des endosomes qui interviennent dans le transport intracellulaire, problématique intéressante dans l’étude des maladies neurodégénératives. Un 3e point a été l’étude de la fluorescence de monocouches moléculaires auto-assemblées sur du graphène. Il s’agissait d’un système comprenant un piédestal et une entité fluorescente reliés par une liaison de coordination et dont la géométrie et la configuration ont été conçues pour permettre d’éviter les transferts d’énergie de Dexter et Förster entraînant un quenching de fluorescence lorsque ces molécules s’adsorbent sur substrats métalliques. Des études de micro-absorption, spectroscopie de fluorescence et de durée de vie de l’état excité ont eu pour but de caractériser la réaction de complexation et l’auto-assemblage moléculaire.

 


 

Title: Optical properties of nano-objects: from metallic and dielectric nanoparticles to selfassembled molecular systems

Abstract:
The optical properties of three types of nano-objects have been explored and investigated at the single-object level. By correlating optical and size measurements, their three light generation processes have been extensively studied: plasmon luminescence, second harmonic generation (SHG), fluorescence. A first point has consisted in the study of the luminescence of monocrystalline gold nanospheres in order to try to understand the relaxation dynamics of excited plasmon. More precisely, our interest has been focused on the correlation between the luminescence intensity and the absorption cross section of single nanospheres of varying sizes. To this purpose, studies have been undertaken to obtain and interpret their luminescence excitation spectra. A second point has focused on the SHG of dielectric particles. It has been shown that BaTiO3 nanocrystals exhibit relatively high SHG signals, the Mie scattering influencing the emitted signal. In addition, the SHG emission of these crystals can be directly correlated to their geometry. Their SHG anisotropy properties make these objects interesting as biomarkers to monitor and follow both the translations and rotations movements of endosomes involved in intracellular transport, an interesting issue in the study of neurodegenerative diseases. A last research topic has been the study of the fluorescence of self-assembled molecular monolayers on graphene. The system that we have considered consisted of a pedestal and a fluorescent entity bound together by a coordination bond, and this geometry and configuration have been designed to avoid Dexter and Förster energy transfers leading to fluorescence quenching when these molecules adsorb on metallic substrates. Micro-absorption, fluorescence spectroscopy and excited state lifetime studies have been performed to characterize the complexation reaction and molecular self-assembly.

Contact : Celine FIORINI

 

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