Spécialité de M2 : Concepts Fondamentaux de la Physique

Master 2ème année
Année 2014-2015
PROPOSITION DE SUJET DE STAGE
Nom du laboratoire : Laboratoire de Physique des Solides
Adresse : Centre Scientifique d’Orsay, Bâtiment 510, 91405 Orsay CEDEX
Nom du ou des responsables du stage : Kociak Mathieu
E-mail :[email protected] Téléphone :0169155361
Page web : http://www.stem.lps.u-psud.fr/
Possibilité de poursuivre en thèse : oui non
Titre :Nanoplasmonique quantique dans le régime dissipatif
Résumé :
Les avancées récentes en génie chimique et en nanofabrication ont permis de créer une
panoplie de nouveaux nano-objets avec des propriétés qui s'écartent fortement de celles de
matériaux macroscopiques. Parmi ceux-ci, les nanoparticules de métaux nobles (NP), avec
des tailles proches ou inférieures à la longueur d'onde caractéristique de la lumière dans le
domaine visible, sont d'un intérêt particulier. Leurs propriétés optiques sont dominées par
l'absorption et la diffusion de la lumière par des ondes électromagnétiques confinées à la
surface des NP, appelées plasmons de surface (SP). Les propriétés classiques des plasmons
de surface sont surprenantes ; ces ondes, par exemple, peuvent concentrer l’énergie
électromagnétiques sur des distances extrêmement petites par rapport aux longueurs
d’onde d’un photon de même énergie. Les conséquences sont nombreuses et maintenant de
mieux en mieux connues, et sont à la base de nombreuses applications, allant du test de
grossesse à l’amélioration de l’efficacité des cellules photovoltaïques.
Si l’on connaît également de mieux en mieux les propriétés quantiques des plasmons pour
des systèmes de grande taille – ils se comportent alors comme des photons très confinés
dans l’espace- on ne sait pratiquement rien des propriétés quantiques des plasmons dans les
NP. Cette situation est liée à leur petite taille et leur forte dissipation, qui complique non
seulement leur description en termes d’objets quantiques, mais également leur étude
expérimentale.
Dans les dernières années, nous avons développé des méthodes pionnières d’optique
classique et plus récemment quantique. Ces méthodes, fondées sur l’utilisation d’électrons
rapides comme sonde optique à l’échelle nanométrique, ont été utilisées avec succès pour
comprendre la physique de plasmons et d’émetteurs quantiques à des échelles inaccessibles
jusqu’alors. L’objectif est donc maintenant d’étendre, par des méthodes originales, notre
compréhension du domaine essentiellement vierge des propriétés quantiques des plasmons.
Dans le cadre du stage, l’étudiant(e) participera au montage et à l’utilisation d’expériences
spécifiques à l’étude de structures plasmoniques qu’elle/il aura fabriquées.
Ce stage s’adresse à une personne curieuse, aimant à la fois l’expérience et la théorie, et
motivée à l’idée d’affronter une physique entièrement nouvelle.
N’hésitez pas à nous contacter et à venir visiter notre laboratoire !