Matériaux BIP à base de nanoparticules métalliques et semiconductrices : étude des propriétés optiques par FDTD

par Amel Labbani

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Rachida Saoudi et de Abdelmadjid Benghalia.

Soutenue en 2009

à Saint-Etienne en cotutelle avec l'Université Mentouri-Constantine .


  • Résumé

    Dans ce travail, une contribution a été menée à la modélisation 1D et 2D d’une nouvelle classe de matériaux à bandes interdites photoniques, en utilisant la méthode FDTD (Finite Domain Time Difference). Ces matériaux sont obtenus en dopant du verre avec des nanoparticules semi-conductrices (NP ZnS) ou métalliques (NP Ag). La présence des nanoobjets dans de la silice permet d’obtenir un nouveau matériau composite dont les propriétés optiques sont différentes de la matrice hôte initiale. L’originalité de cette nouvelle classe de matériaux réside dans la possibilité d’obtenir des propriétés optiques accordables en plusieurs paramètres caractéristiques des particules. Les résultats de nos simulations montrent que les caractéristiques des diagrammes de bandes (nombre, largeur, longueur d’onde centrale) des miroirs de Bragg (ZnS+verre) / verre et (Ag+verre) / verre, sont ajustables en fonction de la polarisation, de la variation Δn, de la forme et de la concentration des nanoparticules (NP). Aucune bande interdite n’a été décelée pour le système 2D constitué de NP ZnS placées périodiquement dans une matrice hôte selon une structure carrée pour les deux modes de polarisation TE et TM. Cependant, l’utilisation du mode TE dans le cas de la structure hexagonale donne des bandes interdites intéressantes. L’exemple de la nanocavité présente donne une idée des systèmes photoniques simples que nous pouvons attendre avec ces nouveaux matériaux. L’étude a été élargie à la modélisation des miroirs composés des NP métalliques et semiconductrices en tenant compte de l’absorption des NP noyées dans la matrice diélectrique

  • Titre traduit

    Materials basis of metallic and semiconductor nanoparticles : study the optical properties by F.D.T.D


  • Résumé

    In this work, we report the investigation of 1D and 2D photonic band gaps of a new class of materials using FDTD (Finite Domain Time Difference) method. These materials are obtained by doping glass with semiconductor or metal nanoparticles. The presence of the nano-objects in the silica permits to obtain a new composite material from which the optical properties are different from the starting host matrix. The originality of this new class of materials is in the possibility of obtaining tunable optical properties in several characteristic parameters of particles. The results of our simulations show that the characteristics of the diagrams of bands (number, width, central wavelength) of mirrors of Bragg (ZnS+glass) /glass and (Ag+glass) /glass, are adjustable according to the polarization, variation Δn, the form and the concentration of NP. No band gap was found for the 2D system constituted of ZnS particles disposed periodically in a host matrix with a square for TE and TM polarization modes. However in the case of hexagonal lattice, for the TE polarization mode, offer an interesting photonic band gaps. The example presented of the nanocavity gives us an idea of the photonic systems that we can obtain with these new materials. The study was enlarged to the modeling mirrors composed with metallic and semiconductor nanoparticles (NP) embedded in the dielectric matrix with introducing absorption of NP

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Informations

  • Détails : 1 vol. (115 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 107-112

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  • Bibliothèque : Université Jean Monnet. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 50869
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