Nanoemetteurs plasmoniques hybrides anisotropes
Projet ANR Blanc – Sciences de l'information, de la matière et de l'ingénierie : Nanosciences
Janvier 2013 – Décembre 2016
Partenaires :
- LNIO Institut Charles Delaunay, Université de Technologie de Troyes (Renaud Bachelot, coordinateur)
- Laboratoire de nanophotonique, CEA / Saclay (Fabrice Charra)
- Laboratoire Francis Perrin, CEA / CNRS Saclay (Sylvie Marguet)
- Institut de science des matériaux de mulhouse, CNRS (Olivier Soppera)
Doctorante CEA :
- Céline Molinaro, « Mise en œuvre et optimisation de nano-émetteurs basés sur le couplage de molécules et de particules plasmoniques », Ecole Doctorale Ondes et Matière, Université Paris-Sud.
La plasmonique hybride est basée sur les couplages radiatifs et non radiatifs entre une ou des nanoparticules métalliques (NPM) et un autre matériau, souvent organique. Dans ce contexte sont apparus les concepts de «plasmonique active» et de “spasers” (Surface Plasmons Amplification by Stimulated Emisssion of Radiation).
Les nanosystèmes hybrides sont en général fabriqués par enrobage isotrope d’une NPM par un milieu diélectrique actif homogène. Cette isotropie rend impossible l’excitation sélective de modes d’émission particuliers de la particule hybride.
Le projet HAPPLE propose une approche originale de nouveaux nano-systèmes émissifs anisotropes métal/polymère (SEA) présentant une anisotropie spatiale du milieu actif et par conséquent des propriétés d’émission contrôlables via l’état de polarisation de la lumière excitatrice.
La fabrication des SEA repose sur une approche originale développée lors d’un précédent projet ANR-Blanc (Photohybrid, 2007-2010) aux résultats nombreux. Cette fabrication est basée sur une nano photo-polymérisation en champ proche déclenchée par les champs locaux exaltés de plasmons de surface localisés de la NPM. Le résultat est une particule hybride dont l’enrobage polymère reproduit intrinsèquement la distribution du champ électromagnétique propre à la NPM. HAPPLE permettra une percée supplémentaire en développant et utilisant des photopolymères fluorescents pour la réalisation de SEA dont l’émission sera contrôlable (longueur d’onde, intensité, durée de vie de fluorescence, diagramme de rayonnement,..) via les conditions d’excitation optiques.
X. Zhou, C. Deeb, R. Vincent, T. Lerond, P.-M. Adam, J. Plain, G. P. Wiederrecht, F. Charra, C. Fiorini, G. Colas des Francs, O. Soppera, R. Bachelot, Polarization-dependent fluorescence from an anisotropic gold/polymer hybrid nano-emitter. Applied Physics Letters 104, 023114 (2014)
