Sciences et Avenir du 18 juillet 2012

InstitutFresnel‐UMR7249‐FSTStJérôme–52avenueEscadrilleNormandie‐Niémen‐13013Marseille
InstitutLangevin‐ESPCIParisTech‐1rueJussieu75005PARIS‐Tél:+33(0)180963040
COMMUNIQUEDEPRESSE
17.07.2012
Peut‐onfairedesantennespourlalumière?
Articlesurlestravauxderecherchedel’équipeCLARTEparudans
NatureCommunicationdu17juillet2012
Lalongueurd’ondeélectromagnétiquedansledomainedesfréquencesvisiblesparl’œilhumainétantun
milliondefoispluspetitequedansledomainedesradiofréquences,l’applicationduconceptd’antennes
électromagnétiquesenoptiquesoulèvedesdifficultéscarellenécessitelecouplaged’unesourcedechamp
électromagnétiqued’unetailleprochedunanomètre(unmilliardièmedemètre)àuneantennedequelques
dizainesdenanomètres.Laréalisationd’uneantenneoptiquedipolaireseraitpossibleenremplaçantlasource
dechampélectromagnétiquealimentéeparuncircuit
électriqueenradio‐fréquencesparunémetteurquantique
uniquedephotonsvisiblesentourédedeuxparticulesd’or
millefoispluspetitesqu’uncheveuhumain.
DansunarticlepubliédanslarevueNature
Communications,deséquipesdel’InstitutLangevinàParis
etdel’InstitutFresnelàMarseilledécriventlafabrication
detellesnano‐antennesàpartirdecourtsbrinsd’ADN
synthétiques(10à15nmdelong)auxquelssontgreffés
desparticulesd’or(36nmdediamètre)etuncolorant
organiquefluorescent(voirfigure).Lamolécule
fluorescenteagitcommeunesourcequantiquequi
alimentel’antenneenphotons.Lesnanoparticulesd’orsontdesélémentsparasitesquisepolarisentsous
l’effetdurayonnementélectromagnétiqueetamplifientl’interactionentrel’émetteurquantiqueetlalumière.
Cetteméthoded’auto‐assemblagebio‐inspirépermetdecontrôlerlapositionentrelasourceetleséléments
parasitesdel’antenneàl’échelledunanomètretoutenproduisantplusieursmilliardsdecopiesenparallèle.

InstitutFresnel‐UMR7249‐FSTStJérôme–52avenueEscadrilleNormandie‐Niémen‐13013Marseille
InstitutLangevin‐ESPCIParisTech‐1rueJussieu75005PARIS‐Tél:+33(0)180963040
Cescaractéristiquesdépassentdonclargementlespossibilitésoffertesparlestechniquesclassiquesde
lithographieutiliséesdanslaconceptiondesmicroprocesseurs.
Enpratique,cesantennesoptiquespermettentd’accélérerdedeuxordresdegrandeurl’émissionspontanée
delamoléculefluorescentetoutenrestantdessourcesdephotonsuniques.Descalculsthéoriques,baséssur
untraitementpurementélectromagnétiquedusystème,sontenaccordquantitatifaveclesmesuresde
fluorescenceeffectuéessurdesantennesuniques.
Leslimitesactuellesdecettetechnologierésidentdansdespertesimportantessousformedechaleurqui
limitentlerendementdesantennes.Deplus,lesdimèresdeparticulesquenousavonsconçuscorrespondent
àdesantennesélémentaires:l’équivalentd’uneantenneTVd’intérieurminiaturiséeparunfacteur107.Ces
travauxsontdoncunpointdedépartessentielaudéveloppementd’antennespourlalumière,quipermettront
deconcevoirdesdiodesluminescentesplusefficaces,desdétecteursplusrapidesmaisaussi,descellules
solairespluscompactes.
Figure:Représentationschématiqued'unenano‐antenneforméededeuxnanoparticulesd'orliées
parundouble‐brind'ADNetalimentéeparunémetteurquantiqueunique.
References:M.P.Busson,B.Rolly,B.Stout,N.Bonod,S.Bidault,“Acceleratedsinglephoton
emissionfromdyemoleculedrivennanoantennasassembledonDNA”,NatureCommunication,
17/07/2012
LienversleCommuniquédePresseduCNRS:
http://www2.cnrs.fr/presse/communique/2713.htm
Lienversl'articleentéléchargementgratuit:
http://www.nature.com/ncomms/journal/v3/n7/full/ncomms1964.html
ContactChercheurs:
[email protected]‐http://www.fresnel.fr/‐EquipederechercheCLARTE
[email protected]‐http://www.institut‐langevin.espci.fr/‐Equipederecherche
nanophotoniqueetoptiquedesmilieuxdiffusants
CesrecherchesontétéfinancéesparleprojetANRTWINSréunissantlesinstitutsFresnel
(Marseille),Langevin(Marseille)etCharlesDelaunay(Troyes).Coordinateur:N.Bonod.