Etude de nanoantennes optiques : application aux diffusions Raman exaltées de surface et par pointe - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2008

Optical nanoantenna: Application on Surface and Tip Enhanced Raman scattering

Etude de nanoantennes optiques : application aux diffusions Raman exaltées de surface et par pointe

Résumé

During my thesis, various subjects of research were tackled. I started by making nanofabrication of Raman active surface for enhancement -SERS- (gold nanowires arrays) by e-beam lithography. Then, I carried out a study about SERS efficiency according to the position of plasmon resonance (controlled by nanowires dimensions) for various wavelengths in the visible range. All the studies give a similar conclusion: to obtain a Raman enhanced maximum, the plasmon resonance have to be closed to the Raman wavelength.
For the second part of my PhD thesis, I have worked on gold nano-tips fabrication and the implementation of a tip-enhanced Raman scattering set-up (TERS). Thus, I have developed a new process, based on an electrochemical attack, to produce reproducible gold tips for apertureless scanning near-field microscopy (SNOM) and TERS experiments. I have done a study about the depolarization properties of gold nano-tips. Our results show depolarization factor between 5 and 30 % that depends on the shape, the roughness and the material of the tip used and the excitation polarization state. Important consequences of this depolarization effect were underline in TERS experiments on Silicon crystal. It was bringing to light the importance to consider weight of the depolarization factor in the enhancement Raman during polarization TERS experiments.
L'objectif de cette thèse est l'étude de nanostructures d'or ayant un rapport de forme important (nanofils, pointes...), assimilables à des nanoantennes optiques. Ainsi, j'ai tout d'abord étudié la diffusion Raman exaltée de surface (SERS) de réseaux de nanofils d'or de forme et de taille contrôlées produits par lithographie électronique. Je me suis notamment intéressé à l'influence des plasmons de surface localisés sur l'efficacité SERS de ces nanofils. Nous avons ainsi observé les plasmons de surface d'ordre supérieur jusqu'à 7. Nous avons alors relié l'exaltation SERS à la position de la résonance plasmon et déterminé l'efficacité des ordres supérieurs. Nous avons également mis en évidence que le maximum d'exaltation est obtenu pour une résonance plasmon proche de la longueur d'onde de diffusion Raman et ceci pour deux excitations laser différentes.
Ensuite, j'ai monté une expérience de Raman en champ proche (ou TERS) et développé une technique reproductible de fabrication de pointes en or. Puis, j'ai effectué une étude quantitative des propriétés de dépolarisation des pointes métalliques utilisées en a-SNOM et en TERS. Nos résultats montrent des facteurs de dépolarisation entre 5 et 30% qui varient en fonction de la polarisation de la lumière incidente et de la forme de la pointe. Les conséquences importantes de ce phénomène de dépolarisation ont été mises en évidence dans des expériences TERS sur du Silicium cristallin; On montre que la dépolarisation doit être prise en compte pour une estimation correcte de l'exaltation induite par la pointe.
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Dates et versions

tel-00357221 , version 1 (29-01-2009)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00357221 , version 1

Citer

Manuel Lopes. Etude de nanoantennes optiques : application aux diffusions Raman exaltées de surface et par pointe. Physique [physics]. Université de Technologie de Troyes, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00357221⟩
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