Etude et application des anisotropies optiques de gels de silice dopés par des nanoparticules magnétiques

Study and application of optical anisotropies in magnetic nanoparticles doped silica gel matrix

• Auteur / Autrice : Damien Jamon
• Direction : Jean-Jacques Rousseau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optoélectronique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Saint-Etienne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gel de silice

Fluides magnétiques

Résumé

Les liquides magnétiques sont des suspensions colloïdales, stables et homogènes, de nanoparticules magnétiques. Sous l'influence d'un champ magnétique, ils acquièrent une certaine anisotropie optique qui est linéaire dans la configuration de Voigt (vecteur d'onde perpendiculaire au champ appliqué) et circulaire dans la configuration de Faraday (vecteur d'onde colinéaire au champ appliqué). Ces anisotropies sont caracterisées par les angles ellipsométriques Δ et Ψ, Δ étant le déphasage introduit et tan(Ψ ) le rapport des modules des coefficients de transmission selon les états propres de polarisation. Les méthodes de mesure développées dans cette thèse utilisent une modulation Faraday qui permet des mesures d'azimut avec une grande précision. Les erreurs commises sur les angles Δ et Ψ, déduits de ces mesures, sont inférieures a quelques centièmes de degré. L'objectif de ce travail est de figer les propriétés d'anisotropies magnéto-induites des ferrofluides dans des gels de silice dans le but de réaliser des composants ne nécessitant pas la présence d'un champ magnétique. Les gels de silice sont obtenus par mélange d'un ferrofluide ad hoc avec un précurseur de silice, l'ensemble est ensuite gélifié sous champ magnétique. Les résultats expérimentaux montrent que dans ces gels, l'anisotropie linéaire est figée et identique à celle du ferrofluide sous champ magnétique. Ainsi, une lame quart d'onde utilisant cette propriété a pu être réalisée. A contrario, il s'avère que l'anisotropie circulaire, présente dans le ferrofluide sous champ, n'est pas bloquée. A l'aide de mesure complémentaire en régime dynamique, nous montrons une origine différente pour les anisotropies linéaire et circulaire magnéto-induites dans les ferrofluides. La première serait la conséquence de l'orientation des particules elles-mêmes, tandis que la seconde proviendrait seulement de l'orientation du moment magnétique dans le champ magnétique appliqué