Thèse soutenue

Propriétés optiques et thermoplasmoniques de réseaux de nanocylindres : applications à la détection de molécules et de micro-objets

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Auteur / Autrice : Florent Colas
Direction : Marc Lamy de la Chapelle
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie matériaux
Date : Soutenance le 03/07/2017
Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Galilée (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Sorbonne Paris Nord (Bobigny, Villetaneuse, Seine-Saint-Denis ; 1970-....)
Laboratoire : Laboratoire Chimie bioorganique, biophysique et biomatériaux pour la santé (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
Jury : Président / Présidente : Dominique Barchiesi
Examinateurs / Examinatrices : Nordin Felidj, Nadia Djaker-Oudjhara, Emmanuel Rinnert
Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Finot, Joël Charrier

Mots clés

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Résumé

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La spectroscopie Raman est une technique non-invasive, non-destructrice, permettant l’identificationdes molécules contenues dans un échantillon solide, liquide ou gazeux. Toutefois elle souffre d’un inconvénient majeur : une faible sensibilité. Cette limite est maintenant sur le point d’être repoussée grâce à l’essor du SERS (Surface Enhanced Raman Scattering, acronyme anglais de diffusion Raman exaltée de surface). Ce phénomène a été déjà mis en œuvre avec succès dans diverses applications : biomédicale, biologie, chimie analytique, science environnementale... Toutefois, malgré un nombre croissant de travaux scientifiques, certains aspects des capteurs SERS restent à étudier. Ce travail s’est focalisé sur l’étude des propriétés optiques en champs proche et lointain de réseaux de nanocylindres pour la détection de composés organiques. Les paramètres étudiés sont la période du réseau, le diamètre des cylindres, mais également le matériau constituant la nanoparticule tout comme la couche d’accroche. L’´étude des propriétés optiques nous a naturellement amené à investiguer le phénomène d’absorption. L’´énergie lumineuse incidente est convertie en chaleur. Les nanocylindres se comportent alors comme des nanosources de chaleur. Ainsi, une partie de ce travail a porté sur les effets dits de thermoplasmoniques. Une des applications que nous avons démontrée est la capacité à manipuler des micro-objets, grâce au contrôle des phénomènes d’advections.