Modélisation par la FDTD des nanoparticules d'or dans les cristaux liquides nématiques

Modeling of gold nanoparticles embedded in nematic liquid crystal using the FDTD method

• Auteur / Autrice : Montacer Dridi
• Direction : Alexandre Vial
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optique et nanotechnologies
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Troyes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cristaux liquides

Résumé

L’objectif de la thèse est l’étude de l’accordabilité de la réponse optique de nanoparticules métalliques en présence de cristaux liquides. Ces derniers présentant une anisotropie optique, il est possible en modifiant leur orientation de changer l’indice effectif local vu par la nanoparticule. Dans cette thèse on développe un code numérique à trois dimensions basé sur la méthode FDTD incluant les techniques les plus efficaces pour la prise en compte de la dispersion des métaux, ainsi que la présence de milieux anisotropes uniaxes ou biaxes d’orientation quelconque. Ce code est appliqué pour l’étude de diverses nanoparticules métalliques périodiques. En modifiant les différents paramètres géométriques nous avons obtenu des résultats prometteurs en termes d’accordabilité et de sensibilité, ce qui laisse entrevoir des potentiels d’applications dans le domaine des biocapteurs ou la spectroscopie Raman exaltée

In this thesis we aim to study the optic response of gold nanostructures embedded in nematic liquid crystal. For this goal we propose a simple and systematic procedure to develop finite-difference time-domain method applicable to dielectric isotropic media, dispersive media (Gold nanoparticles) and anisotropic media (liquid crystals). Moreover, special attention is paid to the efficient truncation of the FDTD computational window. We show that by rotating the optical axis around an axis orthogonal to the main direction of illumination, it is possible to tune the response of the system according to a simple law. The spectral width of the tunability is studied as a function of different geometrical parameters. Results show that using gold nanoparticles in liquid crystal may have a great potential of application in biosensing and SERS