Institut des
NanoSciences de Paris
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Antennes magnétiques

Les interactions entre la lumière et la matière sont présentes absolument partout, lors de la réflection, de la transmission, durant la photosynthèse, ou également lorsque la lumière rencontre la rétine de nos yeux, nous permettant de voir. Ces interactions prennent différentes formes, en fonction de la couleur de la lumière et de la matière qu’elle rencontre.

Aujourd’hui, les interactions entre la lumière et la matière sont souvent considérées comme étant uniquement dû au champ électrique de la lumière, laissant de côté la moitié des ondes électromagnétiques. Ceci est particulièrement vrai en optique quantique où la partie électrique de la lumière se couple au dipole électrique d’un émetteur quantique. Cependant, la densité d’énergie électromagnétique est parfaitement partagé entre le champ électrique et le champ magnétique, c’est à dire que la moitié des interactions possibles entre la lumière et la matière sont aujourd’hui ignorées.

A l’interface entre la nanophotonique et l’optique quantique, nous développons dans notre équipe une toute nouvelle thématique de recherche sur l’utilisation de nanoantennes optiques pour la création de points chauds magnétiques dans le but d’étudier les interactions entre la partie magnétique de la lumière et la matière. En particulier, nous travaillons à détecter un dipole magnétique unique en augmentant fortement son émission magnétique via l’exaltation de la densité d’état local optique magnétique et du champ magnétique optique.

Pour cela, nous développons différent types de nanostructures, de type plasmoniques et diélectriques possédant des propriétés magnéto-photoniques (images ci dessous), que nous nanofabriquons à l’extrémité de pointes champ proches dans le but de placer de manière déterministe le point chaud magnétique à proximité de la matière étudiée (par exemple des émetteurs magnétiques).

 

Figure 1. Illustration de nanoantennes magnétiques couplées à des émetteurs magnétiques. Des nanoantennes plasmonique (gauche) et diélectrique (droite) sont placées à proximité d’émetteurs quantiques possédant une transition magnétique dans le but d’exalter la luminescence de ces dernières.