Synthèse et caractérisation de nano-résonateurs pour une application métamatériaux dans le domaine du Visible

Synthesis and characterization of nanoresonators for metamaterials application in the Visible range

• Auteur / Autrice : Aurélie Le Beulze
• Direction : Mona Tréguer-Delapierre, Étienne Duguet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physico-Chimie de la Matière Condensée
• Date : Soutenance le 20/11/2013
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (Pessac) - Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux / ICMCB
• Jury : Président / Présidente : Mario Maglione
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mona Tréguer-Delapierre, Étienne Duguet, Fabienne Testard, Christophe Petit, Constantin Simovski, Miguel A. Correa-Duarte, Philippe Barois
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabienne Testard, Christophe Petit

Mots clés

Mots clés contrôlés

Métamatériaux

Résonance plasmonique de surface

Silice

Argent -- Composés

Or -- Composés

Nanoparticules

Mots clés libres

Métamatériau

Résonance plasmon

Nanoparticule

Nanoprisme

Argent

Or

Silice

Assemblage

Couplage

Metamaterial

Plasmon resonance

Nanoparticle

Nanoprism

Silver

Gold

Silica

Assembly

Coupling

Résumé

Les métamatériaux forment une nouvelle classe de matériaux composites artificiels aux propriétésélectromagnétiques extraordinaires. Ces propriétés inédites reposent sur l’inclusion, dans le métamatériau,de résonateurs plasmoniques dont la fabrication et l’assemblage posent un défi auquel se heurtent lestechniques de gravure habituellement utilisées. Cette thèse est consacrée à la de ces nano-résonateurs demorphologie framboise, constitués d’un coeur diélectrique et de nanoparticules plasmoniques, sphériquesou triangulaires. Ces objets ont été élaborés en grande quantité tout en respectant la contrainte du milieueffectif qui impose des tailles très inférieures à la longueur d’onde. La réponse optique des nanorésonateursindividuels a été mesurée et comparée aux modélisations. Des résonances électriques etmagnétiques intenses ont été mises en évidence. Ces objets sont prometteurs pour la première réalisationde matériau massif à perméabilité magnétique artificielle.

Metamaterials are artificial composites materials exhibiting extraordinary electromagnetic properties.These original properties are based on the inclusion in the metamaterial of plasmonic resonators for whichthe fabrication and the assembly remain challenging. This thesis is dedicated to the synthesis throughcolloidal approach and the structural and optical characterization of these “raspberry-like nanoresonators”constituted of a dielectric core and spherical or triangular plasmonic nanoparticles.These objects are elaborated in large amount while respecting the constraint of effective medium whichrequires sizes much smaller than the wavelength. The optical response of individual nanoresonators wasmeasured and compared with theoretical simulations. Intense electric and magnetic resonances arehighlighted. These objects are promising for the first elaboration of a bulk material with artificial magneticpermeability.