Optical nanomanipulation of nanostructures on azobenzene-containing films - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2014

Optical nanomanipulation of nanostructures on azobenzene-containing films

Manipulation optique de nanostructures à l'échelle nanoscopic sur des films contenant de l'azobenzène

Anh-Duc Vu
  • Fonction : Auteur

Résumé

In the present work, we use the photoinduced mass transport in thin films containing azobenzene derivatives to manipulate matter at the nanoscopic scale. First, we develop a simple method to elaborate periodic arrays of metal structures with adjustable plasmonic properties. The dispersion diagrams of the surface plasmons are measured and exhibit, as expected, the opening of an energy bandgap and of an unusual momentum-gap. The latter arises from the interaction of the plasmon modes of the two interfaces on either side of the metal film. Near-field measurements show the localization of the plasmon-enhanced optical field on the periodic structure, in agreement with calculations by RCWA. Second, we demonstrate the optical control of the displacement of nanoparticles, both metallic and dielectric, on the surface of an azobenzene-containing thin film. Displacement over several microns is observed with the direction controlled by the light polarization. This provides a new toolkit to manipulate nanoparticles at the nanoscale and gives deeper insight into the mechanisms at the origin of the photoinduced mass transport in azobenzene-containing films.
Dans ce travail, nous exploitons les propriétés photomécaniques des matériaux contenant des molécules photochromiques dérivées de l’azobenzène pour manipuler optiquement la matière à l'échelle nanoscopique. Tout d'abord, nous développons une méthode simple pour élaborer des réseaux périodiques de nano-structures métalliques dont les propriétés plasmoniques peuvent être ajustées par le contrôle du motif élémentaire. Le diagramme de dispersion des plasmons de surface de ces structures est mesuré. Il présente, comme attendu, l’ouverture d’une bande interdite en énergie mais aussi une structure inhabituelle correspondant à l’ouverture d’un « gap en k », dû à l’interaction des modes plasmons des deux interfaces de part et d’autre de la couche métallique. Dans un second temps, nous démontrons, pour la première fois, le contrôle optique du déplacement de nanoparticules sur la surface d’un film mince d’azo-matériau. Des déplacements de plusieurs microns sont observés avec un contrôle de la direction du mouvement par la polarisation de la lumière. Ces résultats fournissent une nouvelle boîte à outils pour la manipulation des nanoparticules à l'échelle nanométrique et permettent de mieux comprendre le phénomène de transport de matière photo-induit dans les films contenant des molécules d’azobenzène.
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  • HAL Id : tel-01808722 , version 1

Citer

Anh-Duc Vu. Optical nanomanipulation of nanostructures on azobenzene-containing films. Materials Science [cond-mat.mtrl-sci]. Ecole polytechnique, Palaiseau, France, 2014. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01808722⟩

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