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Nanoparticules d'or pour la plasmonique

Responsable : Sylvie MARGUET

Participants: Henri Perez, Aurélie Habert, Etudiants: Jérôme Caron (Master2)

IRAMIS-NIMBE-LEDNA (Laboratoire Edifices Nanométriques)

 

La plasmonique est une discipline en plein essor, à l’interface entre la physique, la chimie et la biologie en raison d’applications prometteuses dans des domaines clés tels que l’énergie et la santé. Les  nanoparticules de métaux nobles peuvent concentrer la lumière incidente dans  un volume extrêmement réduit à leur surface. Dans des structures  hybrides métal/chromophore, cet effet de nanoantenne optique peut-être mis à profit pour exalter toutes sortes de phénomènes linéaires et non linéaires (spectroscopies et  photochimie exaltées par les plasmons). Les principales applications commerciales de cet effet sont actuellement les cellules photovoltaïques, les photodétecteurs infra-rouge, les nanosources de lumière, de nouveaux capteurs.

 

Nous synthétisons par chimie colloïdale des nanoparticules d’or de tailles (10-200 nm) et de formes contrôlées (sphères, cubes, bâtonnets, triangles, octaèdres, étoiles) ainsi que des fils et des microplaques d’or (~1µm).

L’intérêt principal de cette voie de synthèse  est de produire des nanoparticules monodisperses en forme et en taille aux propriétés toutes comparables. Ces particules de haute qualité cristalline, non rugueuses offrent un meilleur confinement du champ électromagnétique que les matériaux élaborés par voie "top-down".

Nous dispersons ces particules de façon homogène sur de grandes surfaces (cm2) à des densités variables (max~600NPs/µm2). Nous étudions leur auto-organisation spontanée conduisant à la formation de réseaux en 3D. Nous synthétisons des nanohybrides de type cœur-coquille (Au@SiO2@chromophore) comportant une fine couche de silice, d’épaisseur variable afin de moduler leurs propriétés d’antennes.

Notre recherche est effectuée en collaboration avec plusieurs laboratoires de recherche académique experts dans les différents domaines de la plasmonique (cf. ci-dessous) et correspond aux thématiques de deux Groupements de Recherche du CNRS: le GdR Or-Nano  et le GdR PMSE (Plasmonique Moléculaire et Spectroscopies Exaltées).

La plasmonique est une thématique phare du Labex NanoSaclay.

 
Synthèse par chimie colloïdale de nanoparticules d\

Synthèse par chimie colloïdale de nanoparticules d'or et auto-organisation spontanée.

Collaborations en cours :

  1. Renaud Bachelot, Jérôme Plain, LNIO, Troyes.
  2. Fabrice Charra, Céline Fiorini-Debuisschert, Ludovic Douillard, SPCSI/LEPO, CEA Saclay.
  3. Eric Le Moal , Elizabeth Boer-Duchemin, Geneviève Comtet, Gérald Dujardin, ISMO, Orsay.
  4. Olivier Soppera, Carole Ecoffet, Jean Pierre Malval, Fernand Wieder, IS2M, Mulhouse.
  5. Michael Canva, Julien Moreau, IOGS, Palaiseau.
 

Contrats en cours :

DIM Nano-K “COSSMET”, 2ans, [sept.2013--sept.2015] avec coll. 3 - Porteur: E. Le Moal 

ANR “HAPPLE” 4ans, [janv.2013--déc.2016] avec coll. 1,2,4 - Coordinateur: R. Bachelot

 

Publications :

- “An Electrically Excited Nanoscale Light Source with Active Angular Control of the Emitted Light”
E. Le Moal, S. Marguet, B. Rogez, S. Mukherjee, P. Dos Santos, E. Boer-Duchemin, G. Comtet, G. Dujardin, Nano Letters, 13, 4198, (2013).

Communiqué CNRS (novembre 2013).

- “Spatial Confinement of Electromagnetic Hot and Cold Spots in Gold Nanocubes”
M. Haggui, M. Dridi, J. Plain, S. Marguet, H. Perez, G. C. Schatz, G. P. Wiederrecht, S. K. Gray, R. Bachelot,  ACS Nano, 6, 1299 (2012).

Communiqué CEA (mars 2012).

- “Realization of hybrid systems coupling molecules and gold nanoparticles towards fluorescence enhancement” Y. El Harfouch, K. Liu, F. Charra, S. Marguet, H. Perez, C. Fiorini-Debuisschert, In Proceedings  of SPIE Photonics Europe, Nanophotonics IV, (2012) Vol. 84

- “Mapping the Electromagnetic Near-Field Enhancements of Gold Nanocubes”,
C. Deeb, X. Zhou, R. Miller, S. K.  Gray, S. Marguet, J. Plain, G. P. Wiederrecht, R. Bachelot, Journal of Physical Chemistry C, 116, 24734 (2012).