Centre d’Élaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales (UPR 8011)


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Nanoparticules dans les Diélectriques - Synthèse Ionique

Une spécificité du groupe NeO réside dans la fabrication par implantation ionique à basse énergie à travers des masques micrométriques de systèmes modèles formés d’un réseau 2D de petites nanoparticules (métalliques ou semiconductrices).

Les nanoparticules sont localisées à quelques nm de la surface libre d’une matrice diélectrique en silice ou en nitrure de silicium. La matrice protège les nanoparticules du vieillissement ainsi que d’une éventuelle dissémination. Elle maintient la planéité de la surface, sur laquelle on peut déposer à volonté les objets d’intérêt dont on veut étudier le couplage avec les nanoparticules enterrées.

Différentes architectures ont été réalisées au laboratoire, mettant en jeu soit des nanoparticules d’Ag (AgNPs), utilisées pour leurs propriétés plasmoniques et dont on a aussi étudié la toxicité, soit, plus récemment des nanoparticules de Si (SiNPs).

Couplage des nanoparticules d’Ag avec un feuillet de graphene

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Une exaltation de la diffusion Raman de surface a été obtenue sur un feuillet de graphène, mettant en évidence des effets de couplage électromagnétique et un transfert de charge des nanoparticules vers le graphène.

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Couplage des réseaux 3D d’AgNPs avec des émetteurs de lumière

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Ces AgNPs ont aussi été couplées à des émetteurs de lumière (nanoparticules de Si) co-implantés dans la même matrice, conduisant à une exaltation de leur photoluminescence.

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Etude de la toxicité des AgNPs enrobées sur des algues vertes

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L’activité biocide et la toxicité des AgNPs enrobées dans la silice ont été évaluées en utilisant une méthode originale basée sur la dégradation de la photosynthèse d’une algue verte.

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Nanoparticules de Si dopées pour la plasmonique

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Les nanoparticules semiconductrices dopées peuvent être aussi le siège de résonances plasmon de surface, dans l’infra-rouge et non plus dans le visible, dont on peut ajuster la fréquence avec le taux de dopage. En particulier les NPs de Si (SiNPs) dopées et enrobées dans des matrices de silice, pourraient remplacer avantageusement les NPs métalliques, pour une plasmonique alternative, « sans métaux » et couvrant un nouveau domaine de fréquence.

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Publications

Theory of plasmonic properties of hyper-doped silicon nanostructures, C Majorel, V Paillard, A Patoux, PR Wiecha, A Cuche, A Arbouet, C. Bonafos and C. Girard, Optics Communications 453, 124336 (...)

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