Thèse soutenue

Localisation de phonons et de photons dans des métasurfaces aléatoires : vers un couplage acousto-optique
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Thibault Deletang
Direction : Bernard BonelloBenoît Cluzel
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Acoustique
Date : Soutenance le 13/04/2023
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques, acoustique, électronique et robotique de Paris
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des nanosciences de Paris (1997-....)
Jury : Président / Présidente : Régis Wunenburger
Examinateurs / Examinatrices : Alexandre Aubry, Kevin Vynck, Tony Valier-Brasier
Rapporteurs / Rapporteuses : Sarah Benchabane, Gaëtan Lévêque

Résumé

FR  |  
EN

C'est depuis une soixantaine d'année que l'étude de la propagation des ondes en milieux complexes occupe une place centrale en physique. Outre les nombreuses applications en imagerie médicale, en sismologie, ou encore pour expliquer la couleur de certains être-vivants, ce sujet pose encore de nombreuses questions bien plus fondamentales. C'est en partie grâce à Anderson dans ses travaux portant sur l'absence de diffusion d'électrons dans des matériaux dits aléatoires, provoquant la transition de leurs propriétés métalliques vers des propriétés isolantes, que l'on doit un tel engouement. Il faut alors attendre la fin des années 2000 pour qu'une première preuve expérimentale sans équivoque de cette transition soit rapportée grâce à des ondes élastiques. Depuis, d'autres preuves expérimentales de localisation d'ondes élastiques dans des distributions similaires ont été observées. Toutes ces études sur les milieux totalement aléatoires ont aussi ouvert la voie vers une autre catégorie de désordre, intermédiaire entre la distribution de Poisson et le cristal parfait, et qui altère différemment la propagation des ondes qui les traversent. Que ce soit pour cette dernière catégorie de désordre ou alors les désordres parfaitement aléatoire, les études expérimentales portant sur la propagation d'ondes élastiques restent basses fréquences puisqu'elles ne dépassent jamais la dizaine de MHz. On propose alors dans une première partie de ce travail de thèse, d'élaborer une méthode expérimentale permettant de générer et détecter des ondes élastiques très hautes fréquences (de l'ordre du GHz) et de suivre leur propagation dans les deux types de désordre mentionnés. Compte-tenu des fréquences en jeux, ces ondes élastiques sont par conséquent particulièrement adaptées pour interagir avec des nanostructures. Une seconde partie sera ensuite consacrée à l'étude expérimentale de la propagation de plasmons de surface dans des structures distinctes mais similaires, grâce à des techniques également développées durant ce travail de thèse. Des premières mesures dans des réseaux périodiques de nanoparticules d'Au et plus tard désordonnées permettront alors de quantifier les effets du désordre sur la réponse de tels ensembles. Ces deux études parallèles apporteront des pistes de réflexion pour la conception d'un échantillon désordonné commun qui serait le lieu d'une interaction entre les deux types d'ondes au moyen d'un seul et même dispositif expérimental.