Elaboration de nanostructures cœur-couronne or-silice dopées par des ions lanthanides pour l’exaltation de la luminescence dans les fibres optiques de spécialité
Auteur / Autrice : | Laure Bertry |
Direction : | Corinne Chanéac |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique et Chimie des Matériaux |
Date : | Soutenance en 2013 |
Etablissement(s) : | Paris 6 |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Cette thèse participe au projet ANR Fenoptic qui vise à exploiter les propriétés plasmoniques de nanoparticules métalliques incorporées dans des fibres optiques de spécialité. Actuellement, afin de limiter l’atténuation du signal à longue distance, celui-ci est ré-amplifié à intervalles réguliers par émission stimulée d’ions terres rares dispersés dans le cœur des fibres. L’objectif de ce travail de thèse est d’améliorer l’efficacité de l’amplification du signal en exaltant l’émission des ions luminescents grâce à un couplage efficace avec le cœur métallique. Des nanostructures multicouches originales consistant en une nanoparticule d’or enrobée de couronnes de silice pures ou dopées par des ions lanthanides ont été développées par chimie douce. La forme et la taille des cœurs d’or, ainsi que l’épaisseur et le taux de dopage des couronnes de diélectrique ont été finement contrôlés en solution, et des suspensions stables ont été obtenues. Des références optiques ont également été mises au point par dissolution du cœur métallique. Ces nanostructures sont insérées dans des matrices de silice sol-gel de qualité optique et caractérisées par spectroscopie d’émission et déclin de luminescence. Une forte extinction de la luminescence de l’europium (III) est observée à une distance de 2 nm de nanosphères d’or. Cette extinction diminue légèrement à mesure que la distance de couplage augmente, mais persiste jusqu’à 28 nm au moins. La possibilité d’incorporer ces nanostructures dans des cœurs silice de fibres optiques a été évaluée pour un procédé haute température détenu par Draka. Des essais préliminaires selon un procédé semi-industriel par voie sol-gel ont également été initiés.