Thèse soutenue

Transmission optique extraordinaire dans les nanostructures diffractives holographiques et polycrystalliques
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Auteur / Autrice : Andrei Ushkov
Direction : Isabelle Verrier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Optique, Photonique, Hyperfréquence
Date : Soutenance le 02/10/2020
Etablissement(s) : Lyon
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire Hubert Curien (Saint-Etienne ; 1995-....)
Laboratoire : Laboratoire Hubert Curien [Saint Etienne]
Jury : Président / Présidente : Béatrice Dagens
Examinateurs / Examinatrices : Yves Jourlin, Thomas Kämpfe, Olivier Dellea, Alexey Shcherbakov
Rapporteurs / Rapporteuses : Gilles Lérondel, Antoine Monmayrant

Résumé

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Cette thèse est consacrée à la transmission optique extraordinaire observée dans systèmes diffractifs. EOT est perspective pour des applications plasmoniques en raison de l’amélioration du rapport signal / bruit et pour la conception simplifiée de l’appareil. Visant des matériaux disponibles et des méthodes de nanotexturation compatibles avec l’industrie, une étude systématique de l’EOT à travers des films d’aluminium a été réalisée. D’abord, une modification de la lithographie interférentielle permettant la fabrication rapide de réseaux à profondeur variable a été proposée, théoriquement établie et validée expérimentalement. En utilisant cette approche, l’existence d’une profondeur de réseau optimale pour l’EOT a été démontrée expérimentalement et la structure résolue en profondeur a induit des changements de couleurs observés en transmission. Pour la première fois, l’effet de l’EOT a été démontré expérimentalement dans des échantillons polycristallins, fabriqués par nano-photolithographie colloïdale. La présence de désordre sub-longueur d’onde dans la disposition des nanopores affecte fortement l’efficacité de l’EOT, qui a été étudiée à la fois expérimentalement et numériquement. Un modèle phénoménologique d’EOT dans les structures polycristallines et un coefficient de désordre sans dimension sont proposés afin d’expliquer les courbes de transmission mesurées. La dépendance entre la profondeur du réseau et le désordre a été étudiée numériquement. L’étude systématique de l’EOT dans divers systèmes de diffraction présentés dans cette thèse pourrait ouvrir la voie à des dispositifs plasmoniques plus efficaces et à des applications industrielles.