Institut des
NanoSciences de Paris
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Faits marquants

 

Polymère stimulable et cristal photonique pour la détection de nanoparticules

La détection sensible et sélective de polluants chimiques ou de nanoparticules est un défi environnemental. Le capteur, développé en collaboration avec une équipe de l’ITODYS, est une opale inverse (sphères d’air dans une matrice diélectrique) en polymère à empreinte de la nanoparticule cible qui se gonfle en présence de la cible, modifiant les propriétés optiques du capteur.

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L’activité optique révélée des objets bidimensionnels

Les progrès en nanotechnologie, en particulier en lithographie électronique, permettent aujourd’hui de réaliser de façon contrôlée des nano-objets de forme complexe. Afin d’utiliser ces nano-objets comme capteurs ultra-sensibles ou antennes sélectives en polarisation, il est indispensable de comprendre et décrire leur réponse optique à l’échelle de l’objet unique.

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Rayonnement lumineux et champ électromagnétique dans des nanostructures photoniques

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Caractériser précisément l’émission et la propagation de la lumière dans des nanostructures photoniques est nécessaire pour l’application de ces structures en opto-électronique. L’équipe « Nanostructures et optique » de l’INSP a étudié des nanostructures photoniques en combinant des analyses spatiale et angulaire de leur rayonnement.

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Déterminer l’orientation d’un émetteur à l’échelle nanométrique

Les interactions lumière-matière à l’échelle nanométrique font l’objet de nombreuses applications (SERS, nano-senseurs, luminescence,…) où l’orientation de l’émetteur joue un rôle critique. Nous avons montré qu’une analyse de la polarisation d’émission permet de mesurer l’orientation d’émetteurs individuels.

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Des opales métallisées pour concentrer l’énergie lumineuse

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Les nanostructures métalliques présentent des modes du champ électromagnétique très localisés et très intenses, susceptibles d’optimiser des dispositifs basés sur l’absorption ou l’émission de lumière. En déposant une couche d’or sur une opale de synthèse, l’équipe « Nanophotonique et optique quantique » de l’Institut des nanosciences de Paris (INSP), a ainsi conçu des échantillons générant une absorption de la lumière, proche de 100%, sur une large bande du domaine visible.

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La fluorescence contrainte dans les écailles des papillons : un modèle pour de nouveaux dispositifs photoniques ?

Des chercheurs de l’équipe « Nanostructures et optiques » de l’INSP étudient les structures photoniques fluorescentes développées par certains insectes. Ce phénomène constitue une importante source d’inspiration pour les chercheurs et ingénieurs dans de nombreux domaines comme les biocapteurs, les cellules photovoltaïques de nouvelle génération, les fibres optiques structurées…

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Manipulation de la luminescence de nanocristaux par un cristal photonique 3D

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Les cristaux photoniques permettent de manipuler l’émission et la propagation de la lumière. Les opales artificielles, empilements auto-organisés de billes de quelques 100 nm, sont des cristaux photoniques 3D de fabrication relativement simple. Nous avons montré des modifications de la luminescence de nanocristaux infiltrés dans une opale, en accord avec notre modèle numérique.

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Photonique : l’étude des Morphos ou l’effet Papillon

Dans la course à la maîtrise de la lumière, les structures photoniques que l’on y trouve ont beaucoup à nous apprendre. C’est ce que nous montre Serge Berthier, chercheur à l’INSP, dans son ouvrage « Photonique des Morphos » . Ce livre correspond à une première étude quasi exhaustive, des structures fines de ce genre de papillons et des propriétés optiques et colorimétriques qu’ils génèrent.

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Effet du confinement quantique sur les propriétés optiques de nanoparticules de Si en matrice de silice

L’observation de la luminescence intense dans le visible du Si poreux a été attribuée au confinement des paires électrons-trous dans les nanoparticules qui composent le Si poreux. L’influence du confinement sur les états de plus haute énergie est par contre moins bien compris. Nous avons réalisé des échantillons contenant des nanoparticules de Si puis déterminé leur fonction diélectrique en fonction de leur diamètre sans utiliser de modèle de fonction diélectrique.