Les travaux du groupe Nanoplasmonique et spectroscopies exaltées de l'ITODYS sont relatifs aux propriétés optiques de nano-particules métalliques, en relation avec la diffusion Raman exaltée de surface.

Les particules d’or et d’argent présentent des réponses optiques linéaires tout à fait remarquables. Le confinement diélectrique, dans de telles structures, engendre la présence de plasmons de surface localisés (PSL), c'est à dire, des oscillations collectives d'électrons de conduction à la surface du métal. Ces PSL s’observent dans le spectre visible et proche infra-rouge par une bande d’absorption, et s'accompagnent d'une exaltation considérable du champ électrique local. De plus, la position et l'intensité des bandes d'absorption, générées par l'entrée en résonance des PSL, dépendent de la morphologie des particules, de leur espacement, mais également de la nature du substrat.

L'amplification du champ électrique local, consécutive à la résonance de plasmon de surface est mise à profit pour mener des expériences en diffusion Raman exaltée de surface (DRES ou SERS en anglais). Cet effet DRES se manifeste par un accroissement de cinq à dix ordres de grandeur de l'intensité du spectre Raman d'une molécule, lorsque celle-ci se trouve adsorbée sur une surface rugueuse d'argent, d'or ou de cuivre. Cette augmentation permet de détecter spécifiquement des espèces adsorbées à des concentrations extrêmement faibles.

Je présenterai, au cours de cet exposé, les travaux actuels du groupe. Ainsi, sur le plan instrumental, nous développons actuellement un dispositif expérimental destiné à imager les plasmons de surface par diffusion Raman en champ lointain. Le dispositif Raman permet une cartographie spectroscopique du réseau de nano-particules et de répondre à des questions spécifiques, notamment, est-ce que toutes les particules contribuent de façon égale à l’amplification des spectres Raman des molécules, ou au contraire, est-ce que seul un très petit nombre de particules (appelées points chauds), sont actives en diffusion Raman exaltée de surface.

Nous montrerons que l'imagerie Raman pourrait ainsi représenter une alternative intéressante, en comparaison aux techniques optiques en champ proche employées pour ces études. A moyen terme, ce dispositif servira à des applications tournées vers l'optique guidée à l'échelle mésoscopique, pour l'étude du stockage et du transport de l'information.