Émission dipolaire et absorption en champ proche de nanostructures

• Main Author: Castanié, Etienne
• Language: FRE
• Published: Université Pierre et Marie Curie - Paris VI 2011
• Subjects: [PHYS:PHYS:PHYS_OPTICS] Physics/Physics/Optics; fluorescence; champ proche; émission spontanée; densité d'états électromagnétique; plasmons; films métalliques semi-continus; microscopie de champ proche; fractales; modes localisés; couplage faible; temps de vie de fluorescence; taux d'amortissement; section efficace d'absorption; effets non-locaux; nanoparticule
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00642536; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/64/25/36/PDF/These_Etienne_Castanie_Version_finale.pdf

Le présent document constitue le mémoire rédigé durant ma thèse de doctorat, qui s'est déroulée de novembre 2008 à novembre 2011 à l'Institut Langevin (ESPCI ParisTech). Une partie de ce travail de thèse a consisté en l'étude expérimentale des fluctuations spatiales de la densité de modes optiques (LDOS) à la surface de films d'or semi-continus, connus pour présenter des modes de surface localisés au voisinage du seuil de percolation. Pour cela, nous avons dispersé des nanosources fluorescentes à la surface de films de fraction surfacique d'or croissante et mesuré la statistique du taux d'amortissement des émetteurs. Nous avons montré que les fluctuations spatiales de LDOS sont maximales lorsque les modes localisés apparaissent. Nous avons ensuite développé un instrument permettant de réaliser l'imagerie de LDOS en accrochant une nanosource fluorescente à l'apex d'une pointe d'AFM, et réalisé une preuve de principe sur des échantillons de test. Une autre partie a concerné l'étude théorique de la réponse optique d'une nanoparticule métallique. Nous avons montré comment le taux d'amortissement d'un dipôle en champ proche d'une nanosphère métallique est modifié lorsque les interactions microscopiques sont prises en compte. Nous avons également étudié l'influence de l'environnement sur la section efficace d'absorption d'une nanoparticule, et montré que cette grandeur n'est pas intrinsèque, mais dépend de l'environnement. Nous avons confirmé ce résultat sur un exemple simple permettant de donner des ordres de grandeur.