Institut des
NanoSciences de Paris
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Nanophotonique et optique quantique

  • Céline BOURDILLON (Doctorante)
  • Laurent COOLEN (Maître de conférences - UPMC)
  • Willy DANEY DE MARCILLAC (Assistant Ingénieur - CNRS)
  • Juan Uriel ESPARZA (Doctorant)
  • Jean-Marc FRIGERIO (Professeur - UPMC)
  • Fu FENG (Doctorant)
  • Sarra GAM DEROUICH (Chercheuse post-doctorante)
  • Agnès MAITRE (Professeur - UPMC)
  • Mathieu MIVELLE (Chargé de recherches CNRS)
  • NGUYEN Thu Loan (Doctorante)
  • Amit RAJ DHAWAN (Doctorant)
  • Catherine SCHWOB (Professeur - UPMC)

Notre équipe étudie comment on peut modifier (voire contrôler) l’émission lumineuse d’un nano-émetteur en le plaçant dans un environnement particulier. En effet, le taux d’émission est proportionnel à la densité d’états photoniques accessibles (règle d’or de Fermi), et ces états dépendent de l’environnement de l’émetteur (composition, géométrie, etc). Nous déposons des nanocristaux billes de quelques nanomètres à la fluorescence très intense, sur différents échantillons : surface d’or, cristaux photoniques à deux ou trois dimensions (opales), cristaux plasmoniques, nano-antennes, et nous observons les propriétés lumineuses (spectres, déclin) soit sur un ensemble de nanocristaux, soit sur un nanocristal unique grâce à un microscope confocal.

- Opales : synthèse et couplage à des nanocristaux
Nous étudions la modification de la fluorescence de nanocristaux infiltrés dans une opale (spectres résolus en angle, durée de vie). Nous avons mis en place une activité de synthèse d’opales par méthodes de convection ou de Langmuir-Schaeffer.

- Couplage déterministe à une nano-antenne
En collaboration avec le LPN (Marcoussis) et l’IOGS (Palaiseau), nous étudions la fabrication d’échantillons où un nanocristal se trouve placé, de façon déterministe, au centre d’une nano-antenne métallique.

- Cristaux plasmoniques : fabrication et couplage à des nanocristaux
Après avoir étudié la fluorescence de nanocristaux individuels à proximité d’une surface d’or plane, nous considérons le rôle de surfaces métalliques nanostructurées. Nous utilisons des cristaux plasmoniques fabriqués par une méthode originale basée sur l’auto-organisation.

- Structures à modes de Tamm : diagramme de rayonnement et couplage déterministe
Les modes de Tamm sont les modes optiques localisés entre une couche métallique et un miroir de Bragg. Nous étudions les propriétés de rayonnement de telles structures en vu de leur couplage à un nanocristal individuel.

- Sondes nano-exaltées pour la microscopie optique de champ proche
Nous fabriquons des nano-antennes à l’extrémité de pointes de SNOM afin de constituer des sondes de champ proche aux fonctions originales, notamment dans le but de sonder les transitions dipolaires magnétiques.

- Caractérisation de nanocristaux
Nous collaborons avec l’ESPCI (Paris) et l’IMS (Hanoï) qui synthétisent des nano-cristaux colloïdaux semi-conducteurs que nous caractérisons en modes collectif (spectres, déclins, basses températures…) et individuel (déclin, scintillement, émission de photons uniques…).

- Modélisations numériques
Nous modélisons nos structures (opales, cristaux photoniques planaires) par des méthodes de type ondes planes ou FDTD. En particulier, nous en déduisons la densité locale d’états qui permet de calculer l’effet de la structure sur le temps de vie radiatif des émetteurs.

- Cristaux photoniques 2D : caractérisation, couplage à des nanocristaux
Nous avons effectué des caractérisations AFM et optiques de cristaux photoniques planaires de nitrure de silicium fabriqués au LAAS (Toulouse).