Description du sujet de thèse

Métasurfaces colloidale actives (CODENAME)
Contexte : De nombreuses molécules d’intérêts, telles que l'ADN et les protéines, ne présentent aucune absorption dans le domaine visible, mais elles ont une forte absorption et des indices de réfraction élevés dans le domaine UV. L'un des principaux objectifs de la plasmonique dans l'UV est de détecter l'adsorption de ces molécules sur une nanostructure métallique, avec une plus grande sensibilité que celle obtenue dans le domaine du visible. Les études dans la littérature sont encore limitées aux nanoparticules (NPs) isolées et dans le spectre visible. Il est prometteur d'assembler les NP, ce qui aura pour effet de déplacer la résonance plasmonique, de changer leurs modes de vibration et d'améliorer leur sensibilité. Dans ce projet, nous concevrons des métasurfaces actives colloïdales à partir de bâtonnets plasmonique, dans lesquelles la distance entre les NPs pourra être ajustée de façon à moduler la variation temporelle et spectrale de la réponse optique dans l’UV. Ce projet constitue une étape importante vers le développement de capteurs ultrarapides dans l’UV.
Description thèse : Le candidat retenu exploitera les forces de déplétion pour induire l'auto-assemblage de bâtonnets plasmoniques de manière réversible, en utilisant des micelles de surfactant comme déplétant. En contrôlant les paramètres du réseau, il/elle modulera la variation temporelle et spectrale de la réponse optique dans le proche UV. Les pointes des bâtonnets seront plus accessibles que les côtés en raison de l'empilement latéral, ce qui permettra une fonctionnalisation sélective des pointes. En augmentant l'interdistance des NPs in situ, les molécules pourront s'intercaler entre les NPs dans la métasurface et l'on s'attend à une modification notable des modes transverses. En effet, les molécules intercalées agiront comme des nano-ressorts entre les NPs affectant les fréquences des modes collectifs, ce qui permettra une détection plus sensible que celle obtenue avec des NPs isolées. L'objectif ultime est de concevoir des capteurs plasmoniques dans la région spectrale de l'UV, qui pourraient détecter l’environnement de NPs par une double lecture optique, basée sur les décalages de fréquence des vibrations plasmoniques et acoustiques.

Contexte de travail

Le doctorant sera encadré par 2 chercheurs CNRS au Laboratoire de Physique des Solides (LPS). Ce projet s'inscrit dans le cadre du projet ANR CODENAME avec les groupe LuMIn à CentraleSupelec et le groupe Ligne SWING de synchrotron SOLEIL). Les étudiants ayant un goût pour la recherche interdisciplinaire (synthèse inorganique, auto-assemblage, utilisation d'outils de caractérisation avancés et éventuellement sur des sources synchrotron) sont encouragés à postuler.

Contraintes et risques

RAS