{"id":51112,"date":"2022-03-14T12:14:54","date_gmt":"2022-03-14T10:14:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.iemn.fr\/?p=51112"},"modified":"2022-03-14T17:05:20","modified_gmt":"2022-03-14T15:05:20","slug":"51112","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/newsletter\/51112.html","title":{"rendered":"Mod\u00e9liser et caract\u00e9riser les hybridations de modes plasmons de surface dans des nanostructures m\u00e9talliques connect\u00e9es et d\u00e9connect\u00e9es"},"content":{"rendered":"<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-pc9giw-2daa603e4369417370aaa4593ad34eff\">\n.flex_column.av-pc9giw-2daa603e4369417370aaa4593ad34eff{\nborder-radius:0px 0px 0px 0px;\npadding:0px 0px 0px 0px;\n}\n<\/style>\n<div  class='flex_column av-pc9giw-2daa603e4369417370aaa4593ad34eff av_one_full  avia-builder-el-0  avia-builder-el-no-sibling  first flex_column_div av-zero-column-padding'     ><section  class='av_textblock_section av-l0qjuaes-578853a3579c2d3d7d52c80a181ed18b'   itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/BlogPosting\" itemprop=\"blogPost\" ><div class='avia_textblock'  itemprop=\"text\" ><h3 style=\"text-align: center;\">Mod\u00e9liser et caract\u00e9riser les hybridations de modes plasmons de surface dans des nanostructures m\u00e9talliques connect\u00e9es et d\u00e9connect\u00e9es<\/h3>\n<blockquote>\n<p>Lorsqu&rsquo;un objet m\u00e9tallique de taille nanom\u00e9trique est irradi\u00e9 par de la lumi\u00e8re, le champ \u00e9lectrique incident peut faire osciller de mani\u00e8re coh\u00e9rente les \u00e9lectrons du m\u00e9tal. Ces nanostructures, dites plasmoniques, sont \u00e9tudi\u00e9es pour augmenter la sensibilit\u00e9 de bio-d\u00e9tecteurs ou l\u2019efficacit\u00e9 de cellules solaires. Elles pr\u00e9sentent des r\u00e9sonances larges (\u00ab brillantes \u00bb), ou \u00e9troites (\u00ab sombres \u00bb), que l\u2019on peut accorder en fr\u00e9quence en jouant sur leur forme et dimensions. Ainsi, en rapprochant un nano-disque et un nano-b\u00e2ton m\u00e9talliques, on obtient des couplages faibles entre ces oscillateurs, ou m\u00eame des hybridations pour des distances suffisamment courtes. Le cas d\u2019un couplage par contact m\u00e9tallique direct a \u00e9t\u00e9 cependant moins explor\u00e9 et donne lieu \u00e0 des effets sp\u00e9cifiques. Leur compr\u00e9hension est importante pour des applications en d\u00e9tection \u00e0 la nano-\u00e9chelle.<\/p>\n<\/blockquote>\n<div id=\"attachment_51116\" style=\"width: 251px\" class=\"wp-caption alignleft\"><a href=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/gaetan_leveque_v2_v3.gif\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-51116\" class=\"wp-image-51116\" src=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/gaetan_leveque_v2_v3-300x178.gif\" alt=\"\" width=\"241\" height=\"143\" srcset=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/gaetan_leveque_v2_v3-300x178.gif 300w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/gaetan_leveque_v2_v3-18x12.gif 18w\" sizes=\"auto, (max-width: 241px) 100vw, 241px\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-51116\" class=\"wp-caption-text\">Gauche : amplitude du champ \u00e9lectrique (couleur) et des charges de surface (gris) pour les modes quasi-normaux de basse fr\u00e9quence des structures d\u00e9connect\u00e9es (haut) et connect\u00e9es (bas). Droite : image SEM des nanostructures lithographi\u00e9es<\/p><\/div>\n<h4>R\u00e9sum\u00e9 du travail r\u00e9alis\u00e9 dans le cadre de l\u2019ANR \u00ab Tiptop \u00bb et la th\u00e8se de Damien Eschim\u00e8se \u00e0 l\u2019IEMN<\/h4>\n<p>Nous avons explor\u00e9 num\u00e9riquement et exp\u00e9rimentalement la formation de modes hybrides entre un nano-disque et un nano-b\u00e2ton d\u2019or, s\u00e9par\u00e9s par un espace d\u2019air (\u00ab gap \u00bb) de quelques dizaines de nanom\u00e8tres ou reli\u00e9s par une connexion m\u00e9tallique. Les simulations num\u00e9riques ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9es par des \u00e9l\u00e9ments finis en utilisant des programmes open-source (FreFem++, Gmsh). Nous avons combin\u00e9 simulation de spectres d\u2019extinction, diffusion et absorption sous illumination par onde plane et calcul de modes quasi-normaux. Cette derni\u00e8re approche donne acc\u00e8s aux fr\u00e9quences complexes et \u00e0 la forme des modes ind\u00e9pendamment de toute illumination, facilitant ainsi l\u2019analyse des effets de couplage et d\u2019hybridation des modes. Enfin, un mod\u00e8le analytique simplifi\u00e9 d\u2019oscillateurs coupl\u00e9s a permis de v\u00e9rifier la coh\u00e9rence de la m\u00e9thodologie.<br \/>\nNous avons mis en \u00e9vidence que les structures coupl\u00e9es et d\u00e9connect\u00e9es ont des propri\u00e9t\u00e9s plasmoniques tr\u00e8s diff\u00e9rentes, particuli\u00e8rement dans le cas de la polarisation longitudinale pour laquelle la connexion m\u00e9tallique redistribue de mani\u00e8re importante les charges de surface dans le voisinage du gap. Exp\u00e9rimentalement, l\u2019obtention des structures connect\u00e9es ou d\u00e9connect\u00e9es d\u00e9pend de l\u2019importance des effets de proximit\u00e9s, inh\u00e9rents \u00e0 la m\u00e9thode de lithographie top-down. Le contr\u00f4le de dose permet d\u2019obtenir des structures physiquement s\u00e9par\u00e9es par un gap de 20 nm, ou reli\u00e9es par une connexion de largeur similaire. Un tr\u00e8s bon accord a \u00e9t\u00e9 obtenu entre les simulations et les mesures exp\u00e9rimentales, que ce soit sur les structures connect\u00e9es ou d\u00e9connect\u00e9es. Nous avons ainsi montr\u00e9 que la transition entre un couplage faible (sans hybridation) et un couplage fort (avec hybridation) est obtenue pour un gap de l\u2019ordre de 40-50 nm dans les structures d\u00e9connect\u00e9es et pour les b\u00e2tons courts, alors que la pr\u00e9sence d\u2019une connexion m\u00e9tallique entra\u00eene toujours un couplage fort quelque soit la longueur du b\u00e2ton. Dans ce dernier cas, les modes \u00ab diabatiques \u00bb, c\u2019est \u00e0 dire non-hybrid\u00e9s sont eux-m\u00eames modifi\u00e9s par la connexion m\u00e9tallique, le mode brillant \u00e9tant plus \u00e9troit et le mode sombre plus large. Les m\u00e9thodes et r\u00e9sultats pr\u00e9sent\u00e9s dans ce travail peuvent \u00eatre adapt\u00e9es \u00e0 un grand nombre de syst\u00e8mes, notamment pour la r\u00e9alisation de de bio-d\u00e9tecteurs ou de nano-capteurs de contraintes.<\/p>\n\n<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-mm7d6w-2cc19c10de4b195650c965adc987d5db\">\n.av_font_icon.av-mm7d6w-2cc19c10de4b195650c965adc987d5db .av-icon-char{\nfont-size:30px;\nline-height:30px;\n}\n<\/style>\n<span  class='av_font_icon av-mm7d6w-2cc19c10de4b195650c965adc987d5db avia_animate_when_visible av-icon-style- avia-icon-pos-left av-no-color avia-icon-animate'><span class='av-icon-char' aria-hidden='true' data-av_icon='\ue84d' data-av_iconfont='entypo-fontello' ><\/span><\/span>\n<p>\u00ab Strong and weak polarization-dependent interactions in connected and disconnected plasmonic nanostructures \u00bb, Damien Eschim\u00e8se, Fran\u00e7ois Vaurette, C\u00e9line Ha, Steve Arscott, Thierry M\u00e9lin et Ga\u00ebtan L\u00e9v\u00eaque, <em>Nanoscale Advances<\/em>, 4, 1173, 2022.<br \/>\nDOI: 10.1039\/d1na00620g<\/p>\n<h6>Contact:<\/h6>\n<div  class='avia-button-wrap av-rpqvoq-f6cd7fa0870d6e51be619096152d5c3d-wrap avia-button-left  avia-builder-el-3  el_after_av_font_icon  avia-builder-el-last'><a href='mailto:gaetan.leveque@univ-lille.fr'  class='avia-button av-rpqvoq-f6cd7fa0870d6e51be619096152d5c3d av-link-btn avia-icon_select-yes-left-icon avia-size-small avia-position-left avia-color-silver'   aria-label=\"gaetan.leveque@univ-lille.fr\"><span class='avia_button_icon avia_button_icon_left' aria-hidden='true' data-av_icon='\ue805' data-av_iconfont='entypo-fontello'><\/span><span class='avia_iconbox_title' >gaetan.leveque@univ-lille.fr<\/span><\/a><\/div>\n<\/div><\/section><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[297],"tags":[],"class_list":["post-51112","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-newsletter"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/51112","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=51112"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/51112\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=51112"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=51112"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=51112"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}