Thèse soutenue

Dynamique femtoseconde de nanostructures métalliques

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Auteur / Autrice : Abdelkrim Benabbas
Direction : Jean-Yves Bigot
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Optique non-linéaire
Date : Soutenance en 2004
Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Au cours de ce travail de thèse, nous nous somme intéressés à l'étude des propriétés linéaires et non-linéaire de la réponse optique de nanostructures des métaux nobles (principalement l'or). Tout d'abord, nous avons utilisé le formalisme de la TDLDA (Time Dependant Local Density Approximation) pour étudier la réponse optique des agrégats de métaux nobles (or et argent) en fonction de leur taille et de l'environnement. Ensuite, nous nous sommes focalisés sur l'étude de la dynamique ultrarapide de la transmission exaltée des cristaux polaritoniques d'or -des réseaux de trous sub-longueur d'onde creusés dans des films d'or-. Ce thème, qui constitue l'essentiel de cette thèse à été abordé tant du point de vue expérimental que théorique. En analysant les spectres calculés de transmission, de réflexion et d' absorption de nos échantillons nous avons pu confirmer que l'exaltation de la transmission est due à un transfert d'énergie par effet tunnel via les plasmon-polaritons de surface excités à chacune des deux interfaces métal/diélectrique. Les spectres de transmission sont analysés dans les deux configurations : symétrique et asymétrique. Concernant la dynamique femtoseconde, nous avons discuté l'importance relative de l'élargissement et du décalage spectral des résonances de la transmission exaltée en fonction de leur position spectrale par rapport au seuil des transitions interbande de l'or. Nous avons aussi montré que les propriétés optiques non-linéaires de ces structures sont fortement exaltées dû au couplage de la lumière incidente avec les plasmons de surface. Nos résultats démontrent la possibilité de contrôler la transmission exaltée des cristaux polaritoniques à des échelles de temps de l'ordre de la picoseconde, ce qui ouvre la voie à la réalisation d'une variété de composants optiques non- linéaires tel que des commutateurs optiques ultrarapide à l'échelle nanométrique.