Propriétés optiques de nanoobjets organisés

par William bruce Djampa Tapi

Projet de thèse en Physique et chimie de la matière et des matériaux

Sous la direction de Celine Fiorini et de Fabrice Charra.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Ondes et matière (Orsay, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec Service de physique de l'état condensé (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....) (laboratoire) , LEPO - Laboratoire d'Electronique et nanoPhotonique Organique (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 30-09-2017 .


  • Résumé

    Au-delà de l'exaltation de processus photophysiques (diffusion Raman, conversion de fréquence, fluorescence …), il a récemment été démontré que les nanoparticules (NP) plasmoniques optiquement excitées pouvaient aussi être mises à profit pour activer des transformations chimiques directement et très localement sur leurs surfaces. Ceci ouvre de nombreuses opportunités dans le domaine de la synthèse chimique sélective, la fabrication contrôlée de nanostructures hybrides, la photothérapie, la photocatalyse ... L'identification des paramètres permettant de contrôler ces réactions chimiques induites par plasmons focalise actuellement l'attention d'une large communauté. La difficulté est de faire la part des choses entre les différents phénomènes physiques susceptibles d'avoir lieu i.e., (1) l'échauffement localisé résultant de la thermalisation (interaction électrons-phonons) des électrons chauds générés en excitant une NP à sa résonance ou, (2) les effets de transfert de charge direct entre électrons chauds et molécules placées à proximité. La thèse a pour but d'étudier les mécanismes de transfert d'électrons chauds entre une particule métallique excitée à résonance plasmon et un adsorbat moléculaire placé à proximité, en absence de solvant (voie sèche) suite à une excitation multiphotonique. Pour cela, nous tirerons parti de l'utilisation conjointe de moyens de caractérisation complémentaires mis en œuvre et maitrisés au CEA / SPEC-LEPO : la microscopie de luminescence à 2 photons (TPL) qui a récemment fait l'objet de développements importants au laboratoire et la microscopie de photoémission d'électrons (PEEM) dont le LEPO est un spécialiste.

  • Titre traduit

    Optical properties of organized nanoobjects


  • Résumé

    Beyond the enhancement of photophysical processes (Raman spectroscopy, frequency conversion, fluorescence …) optically excited plasmonic nanoparticles were recently demonstrated to be interestingly used to activate chemical transformations directly and very locally on their surfaces. This opens up many opportunities in the field of selective chemical synthesis, the controlled fabrication of hybrid nanostructures, phototherapy, photocatalysis ... The identification of the parameters enabling to control these chemical reactions induced by plasmons is currently focusing the attention of a large community. The difficulty is to distinguish between various physical phenomena likely to take place, ie (1) the localized heating resulting from the thermalization (electron-phonon interaction) of the hot electrons generated by exciting a NP at its resonance or, (2) direct charge transfer effects between hot electrons and nearby molecules.   The aim of the thesis is to study the mechanisms of hot electron transfer between an excited metal particle with plasmon resonance and a molecular adsorbate placed in proximity, in the absence of solvent (dry way) following a multiphotonic excitation. To this end, we will take advantage of the joint use of complementary characterization means implemented and mastered at CEA / SPEC-LEPO: 2-photon luminescence microscopy (TPL), which has recently been the subject of important developments in the laboratory and photoelectron emission microscopy (PEEM), for which CEA / SPEC-LEPO is a specialist.