Modélisation des propriétés optiques de nanoparticules métalliques
Auteur / Autrice : | Rajarshi Sinha Roy |
Direction : | Christine Mottet, Hans-Christian Weissker, Pablo Garcia González |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences des Matériaux, Physique, Chimie et Nanosciences |
Date : | Soutenance le 19/01/2018 |
Etablissement(s) : | Aix-Marseille en cotutelle avec Universidad autónoma de Madrid. Departamento de Física Teórica |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille (CINAM) |
Jury : | Président / Présidente : Magali Benoit |
Examinateurs / Examinatrices : Matthias Hillenkamp, Esteban Ruben, Antonio Issac Fernández Domínguez | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Thomas Niehaus, Eleonora Luppi |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
L'intérêt de la recherche fondamentale pour les morceaux nanométriques de métaux nobles est principalement dû à la résonance localisée des plasmons de surface (LSPR) dans l'absorption optique. Différents aspects, liés à la compréhension théorique de la LSPR dans le cas de clusters de métaux nobles de taille dite intermédiaire, sont étudiés dans ce manuscrit. Afin d'avoir une vision plus large nous utilisons deux approches : l'approche électromagnétique classique et le formalisme ab initio en temps réel de la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendant du temps (RT-TDDFT). Une comparaison systématique et détaillée de ces deux approches souligne et quantifie les limitations de l'approche électromagnétique lorsqu'elle est appliquée à des systèmes de taille quantique. Les différences entre les excitations plasmoniques collectives et celles impliquant les électrons d, ainsi que leurs interactions, sont étudiées grâce au comportement spatial des densités correspondantes. Ces densités sont obtenues en appliquant une transformée de Fourier dans l'espace à la densité obtenue par les simulations DFT utilisant une perturbation δ-kick. Dans ce manuscrit, des clusters de métaux nobles nus et protégés par des ligands sont étudiés. En particulier, motivé par de récents travaux sur les phénomènes d'émergence de plasmon, l'étude par TD-DFT de nano-alliages Au-Cu de taille tout juste inférieure à 2nm à fourni de subtiles connaissances sur les effets d'alliages sur la réponse optique de tels systèmes.