Thèse soutenue

Propagation de la lumière dans des chaînes de nanofils métalliques intégrées : vers un nano-capteur
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Auteur / Autrice : Ricardo Tellez Limon
Direction : Sylvain BlaizeRafael Salas-Montiel
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Optique et Nanotechnologies
Date : Soutenance le 11/12/2014
Etablissement(s) : Troyes
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube)
Partenaire(s) de recherche : Collectivité territoriale : Région Champagne Ardenne
Laboratoire : Institut Charles Delaunay / ICD
Jury : Président / Présidente : Pierre-Michel Adam
Examinateurs / Examinatrices : Sylvain Blaize, Rafael Salas-Montiel, Pierre-Michel Adam, Alain Morand, Emmanuel Centeno, Eugenio Rafael Mendez Mendez
Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Morand, Emmanuel Centeno

Résumé

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Les systèmes optiques intégrés ont été largement utilisés dans la détection et la caractérisation de substances biochimiques. Aussi, le développement de nouvelles technologies permettant la fabrication de structures intégrées à l’échelle nanométrique, ouvre un horizon dans la conception d'une nouvelle génération de capteurs biochimiques. Sur la base de plasmons de surface localisés, au cours des dernières années ont été proposés différentes configurations de systèmes optiques pour concentrer le champ électromagnétique dans une petite région de l'espace, ce qui favorise son interaction avec des substances biochimiques. En utilisant la méthode modale de Fourier, dans la présent thèse est présentée une analyse exhaustive de la propagation des modes dans un réseau périodique de nanoparticules métalliques intégrés avec une guide d'ondes diélectrique. Deux géométries des nanoparticules ont été étudiées: des réseaux périodiques de nanofils et de nanocônes métalliques. Il est démontré que pour les nanocônes métalliques le champ optique est fortement exalté au sommet des nanocônes quand ils sont excités à leur résonance LSP via une guide d'onde diélectrique. Pour valider les résultats numériques, on a fabriqué et caractérisé expérimentalement un réseau périodique de nanofils d’or placée sur une guide d’onde à échange d’ions. La caractérisation de l'échantillon a été réalisée dans le champ lointain en mesurant des spectres de transmission et dans le champ proche en utilisant la microscopie en champ proche optique de balayage (NSOM). Les résultats obtenus montrent que les dispositifs intégrés plasmoniques proposées peuvent être appliquées dans la détection de substances biochimiques