Étude des propriétés optiques des nanomatériaux hybrides magnéto-plasmoniques

Study of the optical properties of magneto-plasmonic hybrid nanomaterials

• Auteur / Autrice : Maha Hadded
• Direction : Thomas Maurer, Abdallah Chehaidar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux, Mécanique, Optique et Nanotechnologie
• Date : Soutenance le 22/09/2022
• Etablissement(s) : Troyes en cotutelle avec Université de Sfax (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube)
• Partenaire(s) de recherche : Organisme européen de financement : Fonds européen de développement régional
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Lumière- nanomatériaux et nanotechnologies / L2n
• Jury : Président / Présidente : Chokri Boudaya
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thomas Maurer, Abdallah Chehaidar, Chokri Boudaya, Gaëtan Lévêque, Mourad Nouiri, Agnès Maître
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Gaëtan Lévêque, Mourad Nouiri

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanophotonique

Magnétisme

Matériaux hybrides

Plasmons

Magnétooptique

Mots clés libres

Magnétooptique

Plasmons

Matériaux hybrides

Magnétisme

Nanophotonique

Magnetooptics

Plasmonics

Hybrid materials

Magnetism

Nanophotonics

Résumé

Ce projet de thèse concerne l’étude théorique et expérimentale des propriétés optiques de nanomatériaux hybrides « magnéto-plasmoniques ».Il a pour enjeu d’élucider l’influence de la configuration magnétique sur la résonance de plasmon localisé de surface au sein des nanostructures hybrides présentant une interface entre un matériau magnétique (cobalt, ferrite de bismuth et l’oxyde de fer) et un matériau présentant un plasmon localisé de surface (nanoparticules d’or). La structuration de ces nanomatériaux à une échelle plus petite que la longueur d’onde optique permet d’apporter une exaltation des propriétés d’absorption, de diffusion et d’émission optiques qui peuvent être mises à profit dans divers domaines d’applications tels que les énergies renouvelables, la sécurité environnementale et médicale, les systèmes d’information et de communication. Dans ce travail, l’étude se base sur le recherche des paramètres clefs permettant de contrôler efficacement la réponse optique des nanomatériaux hybrides magnéto-plasmoniques dans le but de les utiliser plus efficacement comme éléments actifs ou comme des éléments qui agissent sur la réponse optique d’autres objets. Les différentes propriétés associées à la taille et à la géométrie des nanostructures hybrides, et la nature du matériau ont suscité d’envisager des applications à base de nanoparticules hybrides magnéto-plasmoniques. Différents types de nano-systèmes sont produits en vue d’une application dans le domaine du photovoltaïque solaire et la photocatalyse, la détection infrarouge, le diagonistic et la thérapie.

This thesis project concerns the theoretical and experimental study of the optical properties of ''magneto-plasmonic'' hybrid nanomaterials, which have both magnetic and plasmonic properties. Its challenge is to elucidate the influence of the magnetic configuration on the localized surface plasmon resonance within hybrid nanostructures presenting an interface between a magnetic material (cobalt, bismuth ferrite and iron oxide) and a material exhibiting a localized surface plasmon (gold nanoparticles). The structuring of these nanomaterials on a scale smaller than the optical wavelength makes it possible to have, compared to bulk materials, an enhancement of the properties of absorption, diffusion and optical emission which can be used in various fields of application such as renewable energies, environmental and medical security, information and communication systems. In this work, the study is based on the search for key parameters allowing effective control of the optical response of hybrid magneto-plasmonic nanomaterials in order to use them more effectively as active elements or as elements, which act on the optical response of other objects. The different properties associated with the size and geometry of the hybrid nanostructures, and the nature of the material have led to consider applications based on magnetoplasmonic hybrid nanoparticles. Different types of nano-systems are produced for application in the field of solar photovoltaics and photocatalysis, , infrared detection, medical diagnostics and therapy and light sources.