Emission polarisée de nanoémetteurs : excitation de plasmons sur une surface métallique

• Main Author: Lethiec, Clotilde
• Language: fra
• Published: Université Pierre et Marie Curie - Paris VI 2014
• Subjects: [PHYS:PHYS:PHYS_OPTICS] Physics/Physics/Optics; [PHYS:PHYS:PHYS_OPTICS] Physique/Physique/Optique; Nanophotonique; Polarisation; Microscopie de fluorescence; Nanocristaux; Dipôle; Plasmons; Polaritons de Surface; Mesures de microscopie électronique par photoémission
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01019674; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/01/06/95/36/PDF/these_archivage_2961482opti.pdf

L'optimisation du couplage lumière-matière requiert la connaissance de l'orientation du dipôle émetteur associé à une source de photons, ainsi que de la distribution de champ électrique du mode excité. Afin de maximiser le couplage entre des émetteurs fluorescents et des nanostructures, nous avons établi une méthode qui permet de déterminer l'orientation d'un dipôle d'émission. Les calculs en champ électrique, associés à une analyse en polarisation, constituent une modélisation complète, pouvant être généralisée à diverses situations expérimentales. Nous appliquons ensuite la méthode proposée à des nanocristaux colloïdaux de CdSe/CdS et CdSe/ZnS sphériques, ainsi qu'à des nanobâtonnets de CdSe/CdS. Nous avons déterminé, par une analyse en polarisation, l'orientation complète d'un dipôle émetteur individuel. Nous avons ensuite étudié le couplage de la lumière à des plasmons grâce à des réseaux périodiques métalliques. Des mesures de réflectivité spéculaire ont mis en évidence un couplage efficace de la lumière incidente à des plasmons de surface sur une large gamme de longueurs d'onde. Des mesures de microscopie électronique par photoémission (PEEM), basées sur la collection d'électrons photoémis à la surface du métal, ont permis d'étudier le couplage de la lumière aux modes plasmons de surface, avec une haute résolution spatiale (25 nm). L'excitation de l'échantillon par un laser, dont on varie la longueur d'onde et la polarisation, fournit une cartographie de la distribution du champ à la surface. Les échantillons étudiés ont mis en évidence différentes signatures de couplage du faisceau incident aux modes plasmoniques (franges d'interférences, points chauds).