Thèse soutenue

Etude des modes virtuels radiatifs et de la non-localite dans les multicouches metal/dielectrique

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Auteur / Autrice : HUBERT WELSCH
Direction : Jacques Lafait
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

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L'etude porte sur des structures multicouches symetriques materiau actif/materiau inactif. Deux types de modes virtuels radiatifs sont mis en evidence: intrinseques ou photoniques. Le premier type, lie aux charges dans les materiaux (electrons ou ions), apparait autour de la frequence d'annulation de la fonction dielectrique du materiau actif, en polarisation p. Le nombre de ces modes est trouve egal a celui des couches actives. Nous determinons leur relation de dispersion pour k#x faible. Le mode fondamental observe par mac alister et stern a la frequence de plasma dans une couche mince d'argent en est un cas particulier. Le second type de modes, lie a la geometrie des multicouches, a un caractere interferentiel prononce. Nous etudions l'effet des epaisseurs de couches sur la valeur des frequences modales, ainsi que sur l'amplitude des pics d'absorption correspondants. Nous avons mis ces modes en evidence dans des multicouches symetriques ag/mgf#2 composees de quatre couches d'argent et cinq couches de mgf#2 deposees sur une couche epaisse d'aluminium ; les quatre modes intrinseques electroniques sont identifies conformement a la theorie. Nous etudions ensuite les multicouches metal/dielectrique dans le cadre de la theorie non-locale. Nous montrons que la non-localite intervient sous forme d'un terme additif aux impedances de surface. Cette maniere de poser le probleme permet d'inclure l'effet de la non-localite dans les coefficients de reflexion et transmission et d'en deduire leur expression analytique simplifiee autour de la frequence de plasma. De l'etude de ces coefficients, nous deduisons les parametres susceptibles d'exacerber les effets non-locaux. Nous avons etudie deux multicouches ag/mgf#2 identiques, seul leur etat de surface differant, et donc l'importance des effets non-locaux. La difference observee entre les deux spectres de transmission semble pouvoir etre attribuee a ces effets