Spectroscopie vibrationnelle exaltée : Raman résonnant et SERS

Les spectroscopies d’absorption infrarouge et de diffusion Raman, très riches en informations physico-chimiques, souffrent cependant d’une faible sensibilité. En effet, il est difficile par des moyens d’optique classique d’aller sonder en solution ou de caractériser des nano-objets dilués. Il existe cependant plusieurs stratégies pour contourner ce problème en spectroscopie de diffusion Raman et ce chapitre propose de décrire brièvement et de manière non exhaustive ces principales possibilités. Nous présenterons dans la première partie les moyens pour augmenter les sections efficaces de diffusion des systèmes à étudier et dans une deuxième partie les moyens pour augmenter les champs électriques à proximité des molécules en utilisant des propriétés plasmoniques de nanostructures métalliques en champ proche optique.

Rayonnement thermique infrarouge de nano-antennes plasmoniques individuelles

Nous exploitons les fluctuations thermiques pour étudier les résonances de nano-antennes plasmoniques métal-isolant-métal (MIM) individuelles dont les modes électromagnétiques sont excités en chauffant les nanostructures. La spectroscopie infrarouge par modulation spatiale permet de mesurer le spectre du rayonnement thermique de champ lointain d’une antenne unique en s’affranchissant de la contribution dominante du fond environnant. Des mesures de microscopie à effet tunnel à rayonnement thermique fournissent quant à elles une image super-résolue de la structure spatiale du rayonnement thermique de champ proche.

Équations fondamentales pour le calcul des antennes

Le calcul des performances des antennes repose sur les équations de Maxwell. Cette étude présente les principales équations et formulations indispensables à l’élaboration des codes numériques, en fonction de divers paramètres : le matériau constitutif des antennes, le milieu matériel, le champ proche, le champ lointain, les antennes dipôles, les antennes à ouverture, etc.

La microscopie de photoémission d’électrons, un outil multidimensionnel pour l’optique champ proche

La microscopie de photoémission d’électrons constitue une technique non intrusive d’investigation du champ proche optique. Son domaine d’application actuel autorise une approche physique multidimensionnelle des phénomènes d’optique de champ proche aux échelles spatiale (nm), temporelle (fs) et spectrale (meV).