Institut des
NanoSciences de Paris
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Soutenance de thèse de Cyril Jean - Vendredi 23 juin 2017 à 14 h

Cyril Jean, doctorant dans l’équipe Acoustique pour les nanosciences, soutiendra sa thèse le vendredi 23 juin 2017 à 14 h.

Confinement élastique au sein de nanostructures : le nanofil isolé, un système modèle

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Résumé

Dans ce travail de thèse, nous étudions expérimentalement la dynamique vibrationnelle de nano-objets uniques métalliques ou semiconducteurs par des techniques pompe/sonde femtosecondes. Nous démontrons d’abord que l’observation de nanofils uniques, suspendus au-dessus de tranchées permet à la fois de s’affranchir de l’effet d’étalement inhomogène des propriétés acoustiques et d’augmenter le confinement acoustique. Grâce à l’enrichissement du paysage vibrationnel ainsi obtenu, nous explorons les propriétés élastiques de nombreux systèmes : métalliques, semiconducteurs, poreux, alliages, coeur/coquille, etc. Ensuite, nous tirons parti de l’augmentation du confinement acoustique pour observer la propagation d’ondes acoustiques gigahertz guidées le long de nanofils ou de nanopoutres. Nous montrons que la propagation de ces ondes acoustiques dans ces guides d’ondes nanométriques permet d’obtenir des informations indépendantes sur les propriétés élastiques des objets. A contrario, nous mettons en évidence que lorsque le nanofil est en contact avec un substrat, il agit comme une source acoustique monochromatique d’ondes longitudinales qui rayonne dans le substrat. Nous réalisons en transmission l’imagerie spatio-temporelle de ce champ acoustique généré et détectons acoustiquement l’orientation du nanofil sous-jacent grâce à l’anisotropie de forme du champ acoustique. Enfin, nous envisageons une preuve de concept d’un système de microscopie acoustique de résolution spatiale nanométrique en utilisant une pointe de microscopie à force atomique.

Jury

Natalia Del Fatti (ILM, Université Claude Bernard de Lyon) - rapporteuse
Michel Orrit (Leiden University) - rapporteur
Yannick Guillet (I2M, Université de Bordeaux) - examinateur
Régis Marchiano (Institut d’Alembert, UPMC) - examinateur
Olivier Thomas (IM2NP, Université Aix Marseille) - examinateur
Laurent Belliard (INSP, UPMC) - directeur de thèse

Figure : représentation 3D artistique de l’étude par spectroscopie pompe-sonde de la propagation d’onde acoustique dans un nano-pont d’or suspendu au-dessus d’un substrat de silicium.