Déformations de systèmes plasmoniques : ...
Document type :
Thèse
Permalink :
Title :
Déformations de systèmes plasmoniques : applications aux nanocapteurs de déformations
English title :
Deformations of plasmonic systems: applications to strain nanosensors
Author(s) :
Ahmidayi, Najat [Auteur]
Physique - IEMN [PHYSIQUE - IEMN]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Physique - IEMN [PHYSIQUE - IEMN]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Thesis director(s) :
Gaetan LEVEQUE
Defence date :
2024-08-28
Jury president :
Anne-Laure BAUDRION [Rapporteur]
Eric FINOT [Rapporteur]
Abdelkrim TALBI [Examinateur]
Nadia DJAKER [Examinateur]
Eric FINOT [Rapporteur]
Abdelkrim TALBI [Examinateur]
Nadia DJAKER [Examinateur]
Jury member(s) :
Anne-Laure BAUDRION [Rapporteur]
Eric FINOT [Rapporteur]
Abdelkrim TALBI [Examinateur]
Nadia DJAKER [Examinateur]
Eric FINOT [Rapporteur]
Abdelkrim TALBI [Examinateur]
Nadia DJAKER [Examinateur]
Accredited body :
Université de Lille
Doctoral school :
SPI
École doctorale Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille ; 2021-....)
École doctorale Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille ; 2021-....)
Keyword(s) :
plasmomécanique
résonance de Fano
résonance de réseau de surface
simulation numérique
anomalies de Rayleigh
capteurs de déformation
résonance de Fano
résonance de réseau de surface
simulation numérique
anomalies de Rayleigh
capteurs de déformation
English keyword(s) :
plasmomechanics
Fano resonance
surface lattice resonance
numerical simulation
Rayleigh anomalies
strain sensors
Fano resonance
surface lattice resonance
numerical simulation
Rayleigh anomalies
strain sensors
HAL domain(s) :
Sciences de l'ingénieur [physics]/Electronique
Sciences de l'ingénieur [physics]
Sciences de l'ingénieur [physics]
French abstract :
Basée sur l’exploitation des propriétés optiques des nanoparticules métalliques en combinaison avec des matériaux flexibles, la plasmomécanique a émergé récemment comme un sous-domaine de la nano-optomécanique. Les systèmes ...
Show more >Basée sur l’exploitation des propriétés optiques des nanoparticules métalliques en combinaison avec des matériaux flexibles, la plasmomécanique a émergé récemment comme un sous-domaine de la nano-optomécanique. Les systèmes plasmomécaniques permettant de mesurer les contraintes mécaniques appliquées aux substrats flexibles à partir de la réponse plasmonique des nanostructures ont attiré beaucoup d’attention dans le domaine de la recherche scientifique en raison de leurs potentielles applications, notamment dans les détecteurs de contraintes.La compréhension de la réponse mécanique microscopique à une déformation macroscopique est un fondement de la plasmomécanique, essentiel pour comprendre la réponse optique des nanostructures et son évolution. Le premier objectif de cette thèse est de comprendre, par des outils de simulation numérique, les réponses mécanique et plasmonique, et plus précisément comment les distances interparticules évoluent à l’échelle nanométrique lorsqu’une contrainte mécanique macroscopique est imposée et influencent la réponse plasmonique du système. Cela sera étudié à travers des systèmes plasmomécaniques simples composés de nanodimères d’or déposés sur une membrane de PDMS.Un autre défi de ce domaine est la conception de systèmes plasmomécaniques ayant une grande sensibilité aux déformations mécaniques. Cela peut être réalisé par des systèmes plasmoniques supportant des modes de résonance avec des pertes minimales (petite largeur à mi-hauteur). Ainsi, le deuxième objectif de cette thèse est de réaliser des systèmes plasmomécaniques supportant des résonances telles que la résonance de Fano dans un système de bâtonnet-disque et la résonance de surface de réseau dans un réseau 2D d’anneaux d’or, deux résonances connues pour leur profil de résonance fin et étroit.Show less >
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English abstract : [en]
Based on the exploitation of the optical properties of metallic nanoparticles in combination with flexible materials, plasmonomechanics has recently emerged as a subfield of nano-optomechanics. Plasmonomechanical systems, ...
Show more >Based on the exploitation of the optical properties of metallic nanoparticles in combination with flexible materials, plasmonomechanics has recently emerged as a subfield of nano-optomechanics. Plasmonomechanical systems, which enable the measurement of mechanical strains applied to flexible substrates through the plasmonic response of nanostructures, have attracted much attention in the scientific research community due to their potential applications, notably in strain detectors.Understanding the microscopic mechanical response to macroscopic deformation is a foundation of plasmonomechanics, essential for comprehending the optical response of nanostructures and its evolution. The first objective of this thesis is to understand, through numerical simulation tools, the mechanical and plasmonic responses, and more precisely, how interparticle distances evolve at the nanometric scale when macroscopic mechanical strain is imposed and influence the plasmonic response of the system. This will be studied through simple plasmonomechanical systems composed of gold nanodimers deposited on a PDMS membrane.Another challenge in this field is the design of plasmonomechanical systems with high sensitivity to mechanical deformations. This can be achieved through plasmonic systems supporting resonance modes with minimal losses (narrow linewidth). Thus, the second objective of this thesis is to realize plasmonomechanical systems supporting resonances such as the Fano resonance in a rod-disk system and the surface lattice resonance in a 2D array of gold nanorings, both known for their sharp and narrow resonance profiles.Show less >
Show more >Based on the exploitation of the optical properties of metallic nanoparticles in combination with flexible materials, plasmonomechanics has recently emerged as a subfield of nano-optomechanics. Plasmonomechanical systems, which enable the measurement of mechanical strains applied to flexible substrates through the plasmonic response of nanostructures, have attracted much attention in the scientific research community due to their potential applications, notably in strain detectors.Understanding the microscopic mechanical response to macroscopic deformation is a foundation of plasmonomechanics, essential for comprehending the optical response of nanostructures and its evolution. The first objective of this thesis is to understand, through numerical simulation tools, the mechanical and plasmonic responses, and more precisely, how interparticle distances evolve at the nanometric scale when macroscopic mechanical strain is imposed and influence the plasmonic response of the system. This will be studied through simple plasmonomechanical systems composed of gold nanodimers deposited on a PDMS membrane.Another challenge in this field is the design of plasmonomechanical systems with high sensitivity to mechanical deformations. This can be achieved through plasmonic systems supporting resonance modes with minimal losses (narrow linewidth). Thus, the second objective of this thesis is to realize plasmonomechanical systems supporting resonances such as the Fano resonance in a rod-disk system and the surface lattice resonance in a 2D array of gold nanorings, both known for their sharp and narrow resonance profiles.Show less >
Language :
Français
Source :
Submission date :
2024-08-02T02:15:49Z