Thèse soutenue

Matériaux photoniques auto-assemblés

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Auteur / Autrice : Joshua Ricouvier
Direction : Patrick Tabeling
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique, électronique, photonique et systèmes
Date : Soutenance le 16/11/2017
Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques, acoustique, électronique et robotique de Paris (2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Gulliver (Paris)
établissement opérateur d'inscription : Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris (1882-....)
Jury : Président / Présidente : Axel Buguin
Examinateurs / Examinatrices : Patrick Tabeling, Frank Scheffold
Rapporteurs / Rapporteuses : Benjamin Dollet, Ludovic Berthier

Résumé

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Les matériaux avec une bande interdite complète ont de nombreuses applications pour l'industrie (guide d'onde sans perte, reflecteurs parfaits, pigments ultra robustes). Ils restent néanmoins difficiles à fabriquer. Ces dernières années, il a été découvert que certains matériaux auto-assemblés sont eux aussi susceptibles de posséder une bande interdite photonique complète.Deux approches afin de déterminer leur structure ont été élaborées pendant cette thèse. La première est d'arranger dans l'espace de manière contrôlée des blocs élémentaires réalisés grâce à la microfluidique et la deuxième est l'étude des assemblages désordonnées de gouttes, le désordre étant controlé par la bidispersivité des gouttes. Elles sont susceptibles de posséder certaines propriétés des cristaux, comme des fluctuations de densité qui disparaissent aux grandes longueurs d'onde : l'hyperuniformité. J'ai créé ces assemblages directement dans une puce microfluidique et ai simulé les propagations d'ondes électromagnétiques au sein du matériau. Il apparaît alors que certains paramètres (déformabilité, bidispersivité) jouent un rôle crucial pour auto-assembler des matériaux transparents. Dans la limite des mousse sèches, ce matériau après optimisation ouvre une bande interdite photonique complète.J'ai aussi étudié deux dispositifs de génération de gouttes. Cela m'a permis d'explorer les transitions entre les différents régimes hydrodynamique de formation des gouttes.