Développement et applications de sondes actives en microscopie en champ proche optique

Developpement and applications of active probes in near field optical microscopy

• Auteur / Autrice : Yannick Sonnefraud
• Direction : Serge Huant
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Grenoble 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanoparticules

Microscopie en champ proche

Résumé

Une sonde active en microscopie en champ proche optique (NSOM) utilise la luminescence d'une nanoparticule unique comme source de lumière pour imager un échantillon. L'utilisation d'une telle sonde devrait permettre d'atteindre une résolution latérale optique limitée par la taille de la particule. La mise en oeuvre d'une sonde active se heurte à trois verrous importants: il faut maîtriser la technique de champ proche adaptée, disposer de particules présentant les bonnes caractéristiques d'émission et enfin parvenir à rapporter ces particules sur une sonde NSOM traditionnelle. Au cours de cette thèse, un microscope NSOM/confocal adapté à ces applications a été réalisé. Les résultats d'imagerie obtenus avec des sondes à base de nanocristaux de CdSe sont présentés. Des études prospectives d'autres particules pouvant être utilisées dans ce cadre sont aussi présentées: des oxydes de terres rares dopés, ainsi que des nanodiamants (diamètre inférieur à 25 nm) dopés par des centres colorés.

Ln near-field optical microcsopy (NSOM), an active tip uses a single nanoparticle's luminescence as source of light to image a sample. Such probe should allow one to reach a lateral optical resolution only limited by the size of the particle. Implementing an active tip faces three main issues: a suitable near-field environment, and particles displaying suitable emission characteristics have to be available, and eventually those particles have to be attached at the end of a standard NSOM tip. During this thesis, a NSOM/confocal microscope designed for such applications has been developped. Imaging experiments using a single CdSe nanocrystal have been presented. Prospective studies on other particles fit for such applications are presented : doped rare-earths oxides and nanodiamonds (diameter smaller than 25 nm) doped by col or center.