La plasmonique — Transcript
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- 0:00donc on va commencer par le spoiler du
- 0:04reste du cours qu'est-ce que c'est la
- 0:06plasmonique alors on peut faire des tas
- 0:09de jeux de mots pourris d'ailleurs sur
- 0:11ce nom là
- 0:13mais c'est pas ça qu'on va faire là HS
- 0:17alle ça
- 0:20commence donc plasmonique le nom au-delà
- 0:25des jaunes mot pourris ça vient bon
- 0:28originellement de plasma
- 0:31parce que c'est la alors dire que c'est
- 0:34une discipline c'est un peu difficile
- 0:37mais c'est la la la sous-partie de
- 0:40l'électromagnétisme de l'optique
- 0:42électromagnétique on est dans la
- 0:45l'optique
- 0:47donc on va utiliser les équations de
- 0:48Maxwell et l'idée c'est d'arriver à
- 0:51manipuler la lumière
- 0:54avec des
- 0:58métaux alors alors typiquement
- 1:01typiquement quoi les objets considérés
- 1:04en
- 1:04plasmonique ça va être ben soit des des
- 1:07des petites épaisseurs métalliques
- 1:11euh des particules métalliques alors moi
- 1:14j'ai un faible pour les
- 1:16cubes métalliqu quand je dis petite
- 1:20voilà on fait des cubes qui ont
- 1:22typiquement 75
- 1:24nanomè de taille
- 1:27et donc en en or en argent on les fait
- 1:31de
- 1:33façon on peut les fabriquer de façon
- 1:37chimique juste par synthèse ou on peut
- 1:39faire de la lithographie et graver des
- 1:41choses plus compliquées on peut faire
- 1:43des petits plots tout ça et l'idée c'est
- 1:47d'arriver à manipuler la lumière en
- 1:50utilisant ces structures là qui peuvent
- 1:52être répété euh on peut en faire voilà
- 1:55des réseaux de cubes ou disperser des
- 1:58nanoparticules bref
- 2:00le métal va avoir un effet sur la
- 2:02lumière alors c'est quelque chose qui
- 2:03est connu depuis très longtemps en
- 2:05réalité on en reparlera mais c'est
- 2:09utilisé dans les vitraux notamment parce
- 2:10que quand on met des nanoparticules dans
- 2:12les vitreux elles absorbent une partie
- 2:14de de la lumière et comme c'est des
- 2:16elles sont résonnantes elles absorbent
- 2:17qu'une partie du spectre et donc ça
- 2:19colore le vert et ça c'est connu depuis
- 2:22les Romains et on sait même
- 2:24que depuis très longtemps aussi c'est
- 2:28utilisé pour colorer les les des fois
- 2:32les c'est des des comment ils appelleent
- 2:35ça c'est de la poterie émaillée en fait
- 2:38dans laquelle on a incorporé des
- 2:39nanoparticules donc ça fait des effets
- 2:41optiques rigolo et ça on sait le faire
- 2:43depuis très longtemps sans savoir que
- 2:44c'est des nanoparticules alors comment
- 2:47ça se fait donc que les métaux ils sont
- 2:50capables enfin ils nous permettent de
- 2:52manipuler la lumière ou ils
- 2:53interagissent bien avec la lumière même
- 2:54si on je le répète he à 75 nanomè on on
- 2:57a une taille qui est très inférieure à
- 2:59la longueur
- 3:02d'onde comment ça se fait et ben parce
- 3:04que justement
- 3:07c'est des une boîte avec un plasma
- 3:10dedans en réalité c'est comme ça qu'il
- 3:13faut considérer les métaux à l'intérieur
- 3:15de tous les métaux il y a des électrons
- 3:18libres ce qui fait que et ils ont pas le
- 3:21droit de sortir du de la boîte mais à
- 3:23l'intérieur de votre boîte du métal ils
- 3:26sont libres de se déplacer et le fait
- 3:28qu'il soit libre de se déplacer ça va
- 3:30faire que alors un ils vont
- 3:33essentiellement renvoyer la lumière ça
- 3:35c'est le l'aspect miroir qu'on connaît
- 3:37mais le fait qu'il soit libre de se
- 3:39déplacer ça va faire que les
- 3:42euh bon il il y a un phénomène
- 3:45particulier mais qui mène on va en
- 3:48parler juste après qui mène au fait que
- 3:51ces petites particules résonnent en
- 3:54réalité quand la lumière arrive dessus
- 3:56et
- 3:57euh alors alors même
- 4:00même la couche de métal que j'ai dessiné
- 4:03ici elle peut avoir des résonances qui
- 4:06sont vraiment liées au fait que les
- 4:09électrons sont libres de bouger à
- 4:10l'intérieur et donc euh comme c'est un
- 4:14plasma on va commencer à parler de
- 4:16plasmonique si je suis exact en réalité
- 4:19c'est pas de plasma que ça vient mais
- 4:21plutôt de plasmon et les plasmons c'est
- 4:24l'onde euh équivalent au au son euh dans
- 4:30un gaz d'électron donc c'est l'onde
- 4:37longitudinale dans un gaz
- 4:41d'électron
- 4:43alors spoiler toujours
- 4:46hein hop dans un gaz d'électron donc
- 4:49c'est vraiment il faut vraiment imaginer
- 4:52une onbre de compression longitudinal
- 4:53qui avance dans le gaz
- 4:56d'électron spoiler euh en plasmonique
- 5:01attention ce plasm là on l'appelle en
- 5:04fait le plasm
- 5:06bulk c'est-à-dire c'est le plement 3D
- 5:09celui qui se balade à l'intérieur du
- 5:11plasma et c'est là qu'il a spoiler et
- 5:15queon commence à voir aussi les limites
- 5:18pas les limites mais ouais c'est c'est
- 5:19les caractéristiques d'un domaine qui
- 5:21est toujours en construction c'est que
- 5:23et puis qui a quand même un petit peu
- 5:24divergé de certain de la la physique du
- 5:27solide c'est qu'en fait il y aura jamais
- 5:29un seul placement bulk dans toute la
- 5:31plasmonique ou presque presque et nous
- 5:34on en parlera pas trop en tout
- 5:36cas mais on parlera beaucoup de
- 5:38placement mais de ce qu'on appelle des
- 5:40placements de surface qui n'ont en
- 5:41réalité absolument rien à voir avec un
- 5:44placement voilà rien à voir avec l'onde
- 5:47longitudinale dans un gaz d'électron en
- 5:49réalité nous ce qu'on va considérer donc
- 5:52voilà hop mais ça en fait il y en a pas
- 5:57nous ce qu'on va se considérer c'est
- 5:59simpleement
- 6:00au contraire l'onde transversale que
- 6:02vous connaissez qui que que vous appelez
- 6:05lumière hein l'onde lumineuse
- 6:08euh donc l'onde électromagnétique elle
- 6:12est
- 6:14transverse c'est-à-dire que vous avez en
- 6:18fait
- 6:19ouais vous avez divergence
- 6:21essentiellement divergence E é=
- 6:250 donc voilà cascalire E
- 6:29si on prend une onde plane ça fait
- 6:31casqueal E é= 0 c'est une onde
- 6:33transverse et l'onde longitudinale
- 6:35justement elle vérifie pas divergence
- 6:390 donc nous c'est ça c'est la lumière
- 6:42standard qu'on va considérer mais
- 6:44n'empêche que la plasmonique s'appelle
- 6:46la plasmonique parce que c'est plus joli
- 6:48à dire comme ça
- 6:51ok ensuite pourquoi est-ce que alors
- 6:55comment est-ce qu'on
- 6:56décrit les les métaux dans le cadre donc
- 7:01on se place dans le cadre de oups là
- 7:04dans pas de ça je sa pas bon ok se place
- 7:08dans le
- 7:09cadre des équations de
- 7:15Maxwell et le problème des équations de
- 7:18Maxwell c'est que elle ne dégrivent pas
- 7:21forcément ce qui se passe dans les
- 7:22métaux pour pouvoir décrire la réponse
- 7:26des métaux évidemment il faut incorporer
- 7:28un élément qui est le modèle de
- 7:31Drude alors modèle de Drude c'est 1900
- 7:35typiquement et ce qui est un peu dingue
- 7:37c'est que ben il marche super bien il a
- 7:40fallu attendre probablement 2012 pour
- 7:43que en terme de d'optique
- 7:45électromagnétique ça c'est tout ce que
- 7:47ça décrit he c'est la réponse des
- 7:48optiques des métaux pour qu'on
- 7:50s'aperçoive qu'il y avait des limites il
- 7:51a fallu attendre
- 7:532012 bien donc le modèle de drud en
- 7:57première approximation c'est ce que
- 7:59mettent les gens quand ils font de la
- 8:00plasmonique
- 8:02souvent il il dit essentiellement que un
- 8:06métal alors c'est ça qui est important
- 8:07on va le démontrer un métal c'est un
- 8:10diélectrique
- 8:14ou c'est il y a un diélectrique
- 8:16équivalent caractérisé par une
- 8:18permitivité diélectrique Epsilon
- 8:20relative Epsilon r
- 8:23euh donc on peut le faire mais ce
- 8:26Epsilon r dans le cadre du modèle de
- 8:28drud il est particulier
- 8:30puisquil va s'écrire typiquement alors
- 8:33modèle de Dr simplifié 1- ép au carré
- 8:38sur 2 ωp c'est ce qu'on va appeler la
- 8:40fréquence plasma al c'est une pulsation
- 8:43mais on va dire fréquence
- 8:50plasma donc c'est la fréquence plasma du
- 8:54plasma alors évidemment ce qu'il faut
- 8:58entendre euh dans cette forme là c'est
- 9:02que si ωga il est inférieur à P si on
- 9:06est en dessous de la fréquence plasma
- 9:08Epsilon r en fait il est négatif parce
- 9:11que p² sur ω2 c'est en fait plus grand
- 9:14que 1 et donc Epsilon R est inférieur à
- 9:170
- 9:18euh
- 9:20donc donc voilà donc c'est ça le truc
- 9:23qui caractérise les métaux finalement
- 9:26c'est que on va se retrouver avec
- 9:29des permitivités
- 9:32négatives alors voilà donc d'un point de
- 9:35[Musique]
- 9:36vue d'un point de vue réponse
- 9:40électromagnétique la caractéristique des
- 9:42métaux c'est ça on peut les considérer
- 9:43comme un diélectrique de permittivité
- 9:44négative alors vous allez me dire bon
- 9:48conséquence la première conséquence elle
- 9:50est un peu totalement
- 9:52inintéressante c'est que l'onde
- 9:54électromagnétique pénètre très très très
- 9:56très mal dans les métaux elle pénètre
- 9:58jusqu'à profondeur typique qu'on appelle
- 10:00l'épaisseur de pot alors là je vais
- 10:02mettre un petit peu d'équation mais dans
- 10:03l'idée hop
- 10:05là on est en train de on a
- 10:08elmolt donc notre champ électrique et
- 10:12aussi le champ magnétique il vérifie
- 10:15l'équation
- 10:19euh donc l'équation de lmols donc avec
- 10:23le Epsilon R qui est décrit par le
- 10:24modèle de dru K0 c'est 2 pi sur lambda0
- 10:29la longueur d'onde dans le vide c'est
- 10:30ωéga sur C
- 10:33euh et donc si on fait ça alors on va on
- 10:36va mettre des axes pour se repérer un
- 10:39petit peu traditionnellement
- 10:43euh
- 10:49hop il veut bien que je fasse tout là
- 10:52euh
- 10:54hop je l'ai veux
- 10:56droit ok h
- 10:5990°gr ok on
- 11:01va on va dire que on a un métal qui est
- 11:04situé ici dans cette partie là de
- 11:07l'espace on va appeler les axes alors
- 11:11celui-là on va l'appeler x celui-là on
- 11:13va l'appeler Z évidemment il y a l'axe Y
- 11:16qui est comme
- 11:17ça et que très souvent on va oublier euh
- 11:21alors c'est pas qu'on l'oublie c'est que
- 11:23euh pour simplifier on a le droit en
- 11:25réalité de se ramener de ramener les on
- 11:28va on va regarder beaucoup des ondes
- 11:29planes et des choses comme ça mais on a
- 11:30le droit de considérer qu'il se passe
- 11:31rien en y donc on va se contenter de
- 11:34deux dimensions si on est à deux
- 11:36dimensions et qu'on considère donc une
- 11:39onde plane un truc de la forme E
- 11:440 exponentiel i
- 11:48de alors ouais une n Plee dans le métal
- 11:51donc e de
- 11:53Kxx plus
- 11:56kzzcord on oublie ce qui se passe en y
- 11:58Mo omωé t on est en convention des
- 12:00opticiens donc c'est un exponentiel
- 12:02moins i ωé t
- 12:05euh et bien évidemment alors ouis la
- 12:09convention en exponentielle omét fallait
- 12:11que je la dise euh même si on la voit
- 12:13pas dans l'équation de almols
- 12:14puisqueelle est pas dépendante de la
- 12:15convention qu'on choisit euh mais
- 12:17l'équation de halmols elle est elle est
- 12:19valable déjà en en harmonique donc là on
- 12:23va un peu plus loin on regarde une une
- 12:25onde donc une onde plane dans le métal
- 12:29et ce qu'on voit c'est que quand on fait
- 12:32ça évidemment le laplacien de
- 12:34e c'est moins kx² + KZ
- 12:41car je détaille pas c'est pas classique
- 12:45et on se retrouve finalement avec à
- 12:49écrire la relation de dispersion
- 12:51c'est-à-dire le lien entre K et ωé omé
- 12:56en réalité il est caché dans le K0 donc
- 12:58on a du moin KX
- 13:00car plus
- 13:05kz² plus K0 car Epsilon
- 13:09r hop E =
- 13:120 et ça ça doit être tout le temps
- 13:14valable donc en fait on peut simplifier
- 13:16le E
- 13:18et il faut juste que ça soit tout temps
- 13:21égal à Z0 autrement dit on
- 13:23a K0 car Epsilon R
- 13:27= kx² plus Ky KZ car donc ça c'est
- 13:31classique c'est la relation de
- 13:32dispersion dans finalement n'importe
- 13:33quel milieu euh la seule chose ici c'est
- 13:35que notre Epsilon r faut pas l'oublier
- 13:37il est négatif et du coup si on imagine
- 13:40une onde qui tomberait en incidence
- 13:43normale euh genre avec un KX qui serait
- 13:47nul mais même si le Kx alors ouais il
- 13:49peut ne pas être nul mais on va avoir
- 13:52KZ qui va nous donner la la pénétration
- 13:55de l'onde dans le deuxème milieu dans le
- 13:57métal qui va être égal à
- 14:00euh théoriquement à alors théoriquement
- 14:03c'est pas
- 14:04théoriquement voilà avec KX il peut tout
- 14:07à fait être égal à 0 euh la seule chose
- 14:10c'est que Epsilon r il est négatif puis
- 14:13ça c'est négatif aussi donc ce qu'on
- 14:14voit c'est que KZ si on suppose que
- 14:17Epsilon R est réel mais négatif ben KZ
- 14:20en réalité il est imaginaire pur et on
- 14:22devrait plutôt l'écrire i X √
- 14:25kx² et puis comme Epsilon est négatif on
- 14:28va va écrire ça comme ça on va écrire
- 14:30que c'est normalement ça fait kx² moin
- 14:32Epson r K0 mais comme il est négatif en
- 14:38gros voilà ce qu'on a c'est un X
- 14:43là voilà ce qu'on a et donc typiquement
- 14:48KZ il est
- 14:51en I √ de Epson r K0 alors r√ine EPS
- 14:59r K0 euh et ça on va l'interpréter en
- 15:05disant enfin c'est pas l'interpréter
- 15:08mais la partie en la dépendance en Z
- 15:10elle est en exponentiel iaz Z donc ici
- 15:13ce sera égal à exponentiel moins euh 1
- 15:19sur Delta
- 15:21ou 1 sur Delta c'est c'est
- 15:23ça donc ce delta c'est pardon Z ce delta
- 15:28c'est l'épaisseur de
- 15:30peau
- 15:33euh voilà je l'ai mis là-haut et cette
- 15:37épaisseur de
- 15:39peau il faut retenir pour l'instant on
- 15:42le démontrera un peu mieux que dans les
- 15:53métaux ah j'ai perdu ma
- 15:57souris dans les les Méau en
- 16:03fait dans les métaux
- 16:05ça ça fa ça c'est bizarre
- 16:09ça ah non c'est pas que j'ai perdu ma
- 16:14souris dans les métaué en blanc dans les
- 16:18métaux donc l'épaisseur de peau dans les
- 16:21métaux nobles typiquement c'est de
- 16:23l'ordre
- 16:26de 25 nanom et c'est pas très dépendant
- 16:31de la longueur
- 16:33d' donc ça on va
- 16:35l'entourer parce que c'est
- 16:41important donc dans les méth il faut
- 16:43retenir
- 16:45que le on ne pénètre pas sauf à une
- 16:48épisseur de 25 n par contre il va se
- 16:50passer finalement beaucoup de choses
- 16:52dans ces 25 premiers
- 16:55nanomètres notamment parce que on va
- 16:58voir on est en train de on va
- 17:00s'intéresser à des modes guidés alors il
- 17:02y a un truc qu'on a mis très longtemps à
- 17:04comprendre c'est que quand je dis très
- 17:07longtemps c'est qu'on a eu des indices
- 17:09en justement autour de autour de 1900 et
- 17:12queon a compris quand c'est 1950 ce qui
- 17:14se
- 17:15passa ce qu'on a compris dans les années
- 17:1850 c'est que quand on considère alors je
- 17:22vais refaire
- 17:27donc une face entre un
- 17:30métal et euh et du de l'air ou un
- 17:35diélectrique quelconque donc le métal il
- 17:38est
- 17:40là
- 17:42euh il y a un truc qui va se passer donc
- 17:45vous vous souvenez si vous savez que il
- 17:47y a deux polarisations euh la
- 17:50polarisation S ou
- 17:53te pour laquelle le champ électrique est
- 17:56parallèle ou on l'appelle aussi e
- 17:59parallèle ça c'est en gros il y a un
- 18:02champ
- 18:03ey électrique mais il y a et puis il y a
- 18:08du HX et du Hz mais c'est tout il y a
- 18:12pas de champ donc j'ai repris les mêmes
- 18:16conventions d'axe donc ça c'est x Z il
- 18:19est comme ça et donc y il est dans cette
- 18:23directionl il est perpendiculaire au
- 18:25plan de qu'on regarde et donc
- 18:29dans cette polarisation là quand le
- 18:32champ électrique est parallèle au
- 18:35plan ça c'est
- 18:38l'équivalent enfin c'est analogue de de
- 18:41la mécanique quantique en
- 18:44fait et bah en
- 18:48gros pour une interface il se passe
- 18:51jamais rien alors pourquoi parce que les
- 18:54conditions aux
- 18:56limite dans ces cas-là c'est la
- 18:58continuité de du champ e et de sa
- 19:01dérivée par rapport à
- 19:03Z et donc
- 19:06ben en réalité on peut pas voir de mode
- 19:10guidé sur une
- 19:12interface dans ce cas-là mais il y a une
- 19:14autre polarisation c'est la polarisation
- 19:17TM
- 19:19ou h parallèle
- 19:21euh et pour laquelle en fait c'est le
- 19:23champ h y qui est parallèle à
- 19:26l'interface et quand on a
- 19:28ça et ben là les conditions limite elles
- 19:32sont elles ont pas d'équivalent en
- 19:33mécanique quantique ou un truc comme ça
- 19:36euh parce que elles s'écrivent comme
- 19:40ça oups non ell s'écrivent pas comme
- 19:45ça
- 19:47c'est un peu la même
- 19:54chose euh mais sauf qu'il y a du 1 sur
- 19:57Epsilon R et le Epsilon R est négatif et
- 20:00donc on
- 20:01s'aperçoit que on s'est aperçu c'est
- 20:03dans les années 50 que on pouvait avoir
- 20:06un mode guidé par l'interface seulement
- 20:09ce mode je vais le dessiner souvent on
- 20:11dessine un profil alors qu'est-ce que
- 20:14c'est un profil
- 20:16h on dessine des fois même pas cette
- 20:19barre là ça c'est
- 20:21zéro c'est pas de champ euh et puis on
- 20:26va dessiner par par exemple ça comme ça
- 20:31voilà
- 20:32alors c'est
- 20:35moche on va plutôt le faire ça en
- 20:40noir hop
- 20:43euh l'idée c'est de
- 20:45dessiner le champ lui-même ah non ça va
- 20:49pas le faire dessiner le champ
- 20:52lui-même concerné alors ici comme on est
- 20:55en polarisation euh h parallèle parce
- 20:57que c'est il y a que là qui se passe
- 20:58quelque chose le ce que je dessine en
- 21:00fait c'est le module ou éventuellement
- 21:03la partie réelle de HY et ce qu'on sait
- 21:06c'est que on peut avoir une solution
- 21:08comme ça alors euh donc ça c'est ça
- 21:13représente le champ en fonction de Z en
- 21:16réalité donc on le dessine comme ça euh
- 21:20pour se faire une idée mais ça c'est
- 21:22c'est le champ ça veut dire que c'est un
- 21:24champ qui décroit exponentiellement
- 21:25quand on s'éloigne de l'interface et
- 21:28tout ce truc-là est un mode guidé ça
- 21:30veut dire qu'il va se propager le long
- 21:32de l'interface et il va être caractérisé
- 21:36par un vecteur d'onde KX
- 21:41et on va y revenir et donc
- 21:44euh ces modes ce ce mode guidé là ça
- 21:48s'appelle un placement de
- 21:52surface et c'est ça la
- 21:55caractéristique enfin le le truc de
- 21:58toute la plasmonique c'est
- 22:00que c'est l'existence de cette épaisseur
- 22:03de peau parce que en fait l'épaisseur de
- 22:06peau elle est là là c'est toujours 25
- 22:08nanom c'est l'existence de cette
- 22:10épaisseur de peau qui permet l'existence
- 22:13en fait de cette onde de
- 22:16surface sachant que on l'appelle aussi
- 22:19le on note
- 22:21SPP le placement polariton de
- 22:24surface et vous pourrez voir si vous
- 22:29dis le premier chapitre de la thèse
- 22:31d'Armel
- 22:33pitolet que dans cette
- 22:37appellation je vais souligner ce qui est
- 22:41correct c'est
- 22:43ça alors parce que
- 22:461 c'est pas un placement 2 c'est pas un
- 22:52polariton alors vous allez me dire mais
- 22:55pourquoi ils ont appelé ça comme ça
- 22:58alors parce que c'est joli
- 23:01essentiellement c'est parce que ça fait
- 23:04classe et c'est issu d'une erreur
- 23:07d'interprétation un peu compliquée donc
- 23:10c'est pas évident que c'est pas un
- 23:11polariton il y a un vague truc qui
- 23:13rappelle un poéon mais en fait c'est pas
- 23:15un poaréon et le placement on a déjà
- 23:17expédié le problème ça n'est pas une
- 23:19onde longitudinale du tout c'est de la
- 23:21lumière en haut et de la lumière en bas
- 23:23on a résolu elmols on n pas résolu une
- 23:26nouvelle équation voilà donc pour avoir
- 23:29une onde longitudinale notamment il
- 23:31faudrait tenir compte de la répulsion
- 23:33entre électrons sauf que dans le modèle
- 23:34de Drude on néglige totalement la
- 23:36répulsion entre électrons donc en fait
- 23:38c'est pas possible d'avoir une onde
- 23:40longitudinale avec un modèle de Drude et
- 23:42des équations de Maxwell que dal c'est
- 23:44que des équations des une onde
- 23:46transversale c'est-à-dire de la lumière
- 23:48standard donc c'est pas un placement
- 23:51c'est pas un polarariton la seule chose
- 23:53c'est qu'il est à la surface mais
- 23:55d'ailleurs en fait les premiers articles
- 23:58parlait pas du tout de plasement de
- 23:59surface c'est un nom qui est venu après
- 24:01on va dire dans les années 60 mais il
- 24:03appelait l'onde de surface du
- 24:07plasma
- 24:10et l'inconvénient de ça enfin de cette
- 24:13appellation
- 24:14euh c'est que ça rend un peu fou
- 24:19les les les les gens qui font de la
- 24:22physique du
- 24:23solide quand on leur parle quand il voit
- 24:26un exposé de plasm ou un truc comme ça
- 24:28parce que eux quand on leur dit ouais on
- 24:30dit ah ouais ouais là c'est le placement
- 24:31et tout ça ils pensent à l'onde
- 24:33longitudinale mais pas du tout donc
- 24:36c'est une source infinie de de
- 24:40d'incompréhension et de
- 24:43questions que les étudiants non plus
- 24:45comprennent pas quand c'est un physicien
- 24:46de physique des solides qui qui essaie
- 24:49de poser des questions sur une
- 24:50soutenance de plasmonique bon rien de
- 24:52grave mais il faut juste le savoir
- 24:56ok euh voilà mais ça traduit aussi une
- 24:59tendance moderne le le le changement de
- 25:03nom ça dénote un peu des changements
- 25:05d'époque voilà et la placemonique nét
- 25:08quand on commence à appeler le placement
- 25:10de surface placement de surface parce
- 25:12qu'on a pas compris que c'était pas un
- 25:13placement
- 25:15et et après il y a les années 90 où
- 25:19vraiment l'idée c'est de faire tout fun
- 25:20pour arriver à publier c'est le
- 25:22publichur Pich qui est en grande partie
- 25:24responsable du fait queon complique les
- 25:25noms et qu'on leur donne des noms qui
- 25:28sont ISS de la physique théorique pour
- 25:29faire bien alors qu'en fait
- 25:31non
- 25:33ok le truc
- 25:35important maintenant c'est la notion
- 25:38d'indice effectif d'un
- 25:40mode alors pourquoi c'est important bon
- 25:44c'est pas très dur déjà la
- 25:47définition on a dit que un un mode guidé
- 25:52c'était en fait c'est repéré par la
- 25:58caractérisé par la donnée de son vecteur
- 26:01d'onde le long dans la direction dans
- 26:03laquelle il se
- 26:04propage et ce vecteur
- 26:08d'onde en
- 26:10réalité c'est homogène à l'inverse d'une
- 26:14longueur et c'est un 2 pi sur ce qu'on
- 26:17va appeler lambda F c'est-à-dire que
- 26:20c'est
- 26:21pas la longueur d'onde dans le
- 26:26vide c'est la périodicité du mode
- 26:29lui-même quand je déciine un mode qui
- 26:31fait
- 26:32ça c'est
- 26:34ça voilà c'est la vraie périodicité du
- 26:37mode dans la direction dans laquelle il
- 26:39se propage parce que là pour l'instant
- 26:41on est en train de considérer que des
- 26:42choses des multicouche eu et
- 26:46finalement comment ça se compare à
- 26:49lambda 0 bah c'est tout simple il y a
- 26:53plusieurs façons de voir ça mais en gros
- 26:56lambda effectif
- 26:59c'est en général plus petit que lambda 0
- 27:02et on va définir ce qu'on appelle
- 27:03l'indice du mode le N
- 27:07effectif pourquoi bah parce que quand on
- 27:09passe de l'air à un milieu d'indice 2 et
- 27:13bien en réalité la fréquence ne change
- 27:15pas mais la longueur d'onde dans le
- 27:17milieu elle est divisée par 2 donc là on
- 27:19fait un peu la même chose on dit ben
- 27:22comment caractériser un mode ben en
- 27:24regardant à quel point sa longueur
- 27:26d'onde eff
- 27:29est se compare à lambda0 la longueur
- 27:31d'onde dans le vide est-ce qu'elle est
- 27:32plus petite ou pas écrit autrement aussi
- 27:36ou plus simplement quelque part ça ça
- 27:39c'est équivalent à écrire que c'est le N
- 27:42effectif FO K0 donc en gros le N
- 27:44effectif c'est KX sur K0 et très souvent
- 27:49on présente les choses en indice
- 27:51effectif alors la caractéristique de la
- 27:56plasmonique c'est c'est que les modes
- 27:59guidés
- 28:01plasmoniqu les modes guidés plasmonique
- 28:05c'estàdire
- 28:06qui qui se
- 28:09font d'une façon ou d'une autre en
- 28:11partie dans le métal évidemment c'est
- 28:12très limité parce que il y a cette
- 28:14épaisseur de peau qui est quand même
- 28:15relativement fine donc les modes guidé
- 28:19plasmonique c'est il se propage en
- 28:21partie dans le
- 28:24métal j'écris tout bien mais
- 28:28en partie dans le
- 28:32métal ils sont
- 28:36caractérisés par des indices effectifs
- 28:42PS
- 28:49élevé donc des indices effectif
- 28:55élevés il y a raison physique à ça et en
- 28:58réalité cette raison physique est
- 29:00effectivement liée à la permittivité
- 29:05négative
- 29:07des à la permitivité négative alors
- 29:10comment expliquer
- 29:12ça
- 29:14hop on va revenir à la notion de
- 29:19profil du mode qu'on considère quand on
- 29:23a alors du métal
- 29:26ici on dessine le profil du mode je vous
- 29:29aveis dessiné non je vais le dessiner
- 29:30avec une autre couleur hop le profil du
- 29:34mode on va le dessiner comme
- 29:36ça ce qu'on va faire c'est qu'on va
- 29:38considérer au lieu du profil enfin pas
- 29:40au lieu du profil mais le pointing le
- 29:42vecteur de
- 29:44pointing qui donc vous donne une idée de
- 29:47la propagation de
- 29:49l'énergie ici le pointing dans la
- 29:52direction
- 29:54X il est toujours proportionnel en fait
- 29:56au module
- 29:58de hy au car ça d'accord mais en fait il
- 30:02est proportionnel à 1 sur Epsilon FO le
- 30:04module au car et ça ça veut dire que
- 30:07autant
- 30:08ici il y a un pointing qui est positif
- 30:12autant dans le métal le pointing est
- 30:15négatif parce que Epsilon est négatif
- 30:19or il y a un théorème qui dit que la
- 30:22vitesse de propagation de l'énergie
- 30:24globale qui est plus proche bien sr il y
- 30:27a la la vitesse de phase la vitesse de
- 30:31phase c'est ωéga sur
- 30:33k donc ici c'est ωéga sur KX ça c'est la
- 30:37vitesse de propagation euh standard on
- 30:42va dire mais cette vitesse de phase
- 30:44c'est pas la vitesse physique la vitesse
- 30:45physique c'est la vitesse de propagation
- 30:47de l'énergie c'est la vitesse de groupe
- 30:49c'est dω sur DK et ce qui se passe
- 30:53ici c'est qu'en fait cette vitesse de
- 30:56groupe elle est est proportionnelle au
- 30:58flux du
- 31:01pointing
- 31:03euh à
- 31:05travers donc une
- 31:08section et le truc ici c'est c'est ça
- 31:12qu'on voit c'est que le flux du pointing
- 31:14il est négatif dans le métal autrement
- 31:16dit la vitesse de groupe
- 31:20elle est lente elle est faible en fait
- 31:25elle est faible si
- 31:28les si c'est un mode guidé plasmonique
- 31:31c'estàd plus il se propage dans le métal
- 31:32et plus en réalité la vitesse de groupe
- 31:34est faible or une vitesse de groupe
- 31:37faible c'est
- 31:39associé c'est pas totalement évident
- 31:41mais c'est associé à une un indice
- 31:46effectif
- 31:48élevé et c'est un peu logique hein
- 31:51l'indice optique c'est aussi euh c'est
- 31:55aussi lié à la vitesse de propagation
- 31:57à la vitesse de phase en fait mais à la
- 32:00vitesse de propagation de l'onde et
- 32:01cette vitesse de propagation le éga sur
- 32:04K et ben euh alors omωéga sur k si on
- 32:08fait c'est euh en fait c'est euh c'est
- 32:11lambda effectif sur lambda
- 32:140 et donc ça c'est l'indice effectif en
- 32:18fait euh fois c euh qu'est-ce que j'ai
- 32:21raté oui presque euh non ouais euh c'est
- 32:26ouais euh oups non justement pardon
- 32:30excusez-moi c'est C x lambda effectif
- 32:32sur lambda 0 euh KX c'est 2 pi sur parce
- 32:36que ωéga c'est k sur C c'est K0 sur C
- 32:39euh non c'est K0 X c donc on se retrouve
- 32:43avec du C sur N effectif euh donc
- 32:46l'indice effectif élevé c'est bien une
- 32:48vitesse de phase faible et en réalité
- 32:52euh la vitesse de groupe faible entraîne
- 32:54une vitesse de pH faible aussi phase
- 32:56faible aussi mais même si c'est pas
- 32:58totalement évident comme lien c'est
- 32:59c'est un peu plus il faudrait des
- 33:01explications plus longues mais en gros
- 33:03c'est ça l'idée quand on a un mode
- 33:06plasmonique il est ralenti par la
- 33:08présence du métal il se propage plus
- 33:10lentement et ça ça veut dire que c'est
- 33:12un indice effectif élevé
- 33:15alors donc pourquoi donc il faut aussi
- 33:18savoir que bien sûr ça c'est le
- 33:20placement de surface dont je vous parle
- 33:21mais il va y avoir toute une zoologie de
- 33:23mode plasmonique qui vont être même plus
- 33:27lent encore que le placement de surface
- 33:29et ces modes lent c'est-à-dire avec une
- 33:31vitesse de groupe faible et un indice
- 33:33effectif donc élevé c'est ce qu'on
- 33:35cherche en plasmonique c'est ça qu'on
- 33:37veut
- 33:39oups alors rappelez-vous un peu
- 33:43maintenant ce qui a une résonance de
- 33:46cavité alors bah ouais on va se souvenir
- 33:49de la corde vibrante ou des cavités en
- 33:53optique une cavité ça peut être ça ça
- 33:57peut être aussi hop là pour la corde
- 33:59vibrante alors je sais c'est difficile à
- 34:01imaginer mais ça c'est aussi une cavité
- 34:04pour la corde vibrante sauf que voilà
- 34:07alors la
- 34:10cavité on va la on va alors pourquoi ça
- 34:14à gauche c'est équivalent à ça à droite
- 34:17c'est équivalent seulement si vous vous
- 34:19dites que en fait l'onde qui se propage
- 34:22et ben dans une cavité elle est standard
- 34:25elle est réfléchie par les deux
- 34:28miroir au debout donc si c'est une corde
- 34:30de meldde par exemple bah c'est juste le
- 34:32fait qu'elle soit attachée au debout ça
- 34:33réfléchit l'onde qui se propage sur la
- 34:35corde donc elle arrête pas de se
- 34:39réfléchir mais effectivement quand elle
- 34:41a fait un aller-retour et qu'elle s'est
- 34:43r réfléchi l'onde elle est revenue sur
- 34:46elle-même et ce qu'on a ici là à droite
- 34:49c'est effectivement un truc un système
- 34:52quelconque sur lequel dans lequel l'onde
- 34:55revient sur elle-même
- 34:57ok quand on a
- 34:59ça donc on a une cavité et la longueur
- 35:03de la cavité ici c'estis pas moi ça va
- 35:05être 2 pi R et là la vraie longueur de
- 35:07la cavité c'est 2 l c'est pas la
- 35:10longueur c'est la longueur optique quoi
- 35:12c'est le le parcours pour l'onde qu'elle
- 35:15doit le ce qu'elle doit parcourir avant
- 35:18de revenir à son point de départ dans
- 35:21son état de départ et en gros ce dont il
- 35:24faut se souvenir c'est que ça cette
- 35:26longueur vu par l'onde de la cavité il
- 35:29faut absolument pour queil y ait
- 35:32interférence constructive et que donc il
- 35:34puisse se passer quelque chose il faut
- 35:36que cette longueur soit égale à un
- 35:38nombre entier de fois de la longueur
- 35:41d'onde alors attention ce qui va compter
- 35:43c'est la longueur d'onde effective
- 35:45c'està-dire la vraie périodicité de ce
- 35:48qu'on est en train de
- 35:49regarder d'habitude on l'écrit pas comme
- 35:52ça on dit la longueur d'onde parce que
- 35:53on est en train de considérer l'onde sur
- 35:55une corde et tout ça mais en fait en
- 35:56fait c'est la longueur d'onde de l'onde
- 35:58qu'on considère et donc si jamais on va
- 36:01se mettre à à considérer des mode
- 36:04plasmonique alors un exemple typique
- 36:06hein c'est ce qu'on appelle les
- 36:07résonances demi c'est vous prenez une
- 36:11nanoparticule une
- 36:14nanoparticule j'aime bien dessiner ça
- 36:17comme ça c'est du métal un petit lonire
- 36:19inférieur à é0 et si vous prenez une
- 36:21nanoparticule comme ça ben il y a un
- 36:23placement de surface qui se balade à sa
- 36:25surface et il fait le
- 36:28tour donc ce que vous avez le droit
- 36:30d'écrire c'est que c'est une cavité et
- 36:32que
- 36:34là vous aurz une résonance en fait quand
- 36:39de Pier est égale au lambda effectif du
- 36:42placement de surface surface placement
- 36:44SP souvent ok donc ça c'est des
- 36:47conditions de
- 36:48résonance de cavité et ce qui se passe
- 36:52c'est
- 36:54qu'effectivement on on commence à le S
- 36:56sentir là des cavités il peut y en avoir
- 37:00plein avec des tas de formes différentes
- 37:03mais c'est toutes des cavités du moment
- 37:04que vous identifiez un mécanisme qui
- 37:06fait que l'onde revient sur elle-même
- 37:08soit elle est réfléchie des deux côtés
- 37:10soit ben elle est ramené sur elle-même
- 37:13comme quand on a une noparticule ronde
- 37:16bon ça se comprend mieux si c'est juste
- 37:18un cylindre mais cylindre ça marche euh
- 37:22et donc on a cette condition de
- 37:24résonance on va on va garder celle-ci
- 37:28qui nous intéresse la seule chose c'est
- 37:30que quand on va ça veut dire que la la
- 37:35taille de la cavité
- 37:37elle-même ça va être du m X lambda
- 37:41effectif sur
- 37:422 c'est-à-dire m X
- 37:46lamb0 sur 2 FO l'indice
- 37:51effectif et ça et ben ça c'est pas grand
- 37:56parce parce que ce que je vous ai dit
- 37:57c'est que les modes plasmoniques
- 38:00sont sont caractérisés par des indices
- 38:03effectifs qui sont relativement grand et
- 38:06alors le placement de surface il va
- 38:08avoir du mal à atteindre des grands
- 38:09indices effectifs mais il y a d'autres
- 38:11modes qui atteignent assez facilement
- 38:13des indices effectifs de 4 vous alle
- 38:17dire c'est pas énormeiss non plus ça
- 38:19c'est vrai mais faut se souvenir que
- 38:21l'indice optique maximum des matériaux
- 38:23typiquement qu'on peut Fabri
- 38:27pas trop difficilement c'est 2 35
- 38:31maximum sinon donc en gros on est quand
- 38:34même capable de faire
- 38:38des c'est pas des c'est pas des
- 38:40matériaux mais on est capable de faire
- 38:42se propager des modes comme S se propage
- 38:46dans un indice de 4 ce qui est environ
- 38:47deux fois plus grand que
- 38:50l'indice le plus élevé qu'on sache
- 38:53fabriquer dans le visible et ça ça veut
- 38:56quand même dire que la taille minimum de
- 38:58la cavité et ben alors on fait un ordre
- 39:01de grandeur ça va être du lambda0 la
- 39:03longueur d'onde divisé par si on prend 4
- 39:06allez 4 5 c'est pas impossible mais ça
- 39:08va faire du lambda0/ 10 typiquement donc
- 39:11l est très inférieure à la longueur
- 39:14d'onde autrement dit en plasmonique la
- 39:17taille des résonateurs peut être très
- 39:19petite devant la longueur d'onde et ça
- 39:21c'est pas possible avec un diélectrique
- 39:23parce qu'un diélectrique bah c'est un
- 39:25diélectrique et
- 39:27il a un indice qui est plutôt en général
- 39:30de l'ordre de 15 c'est plus standard 15
- 39:3217 2 35 c'est exceptionnel mais donc on
- 39:35n'est pas du tout dans dans
- 39:38cette dans un régime où les nano
- 39:43structures peuvent résonner une petite
- 39:46particule de diélectrique ça résonne pas
- 39:48beaucoup et il y a autre chose aussi
- 39:51c'est que ces
- 39:53résonances ont une très forte
- 39:58alors ces résonances donc leur
- 40:01caractéristique de toutes ces résonances
- 40:03de cavité c'est qu'elles ont une très
- 40:05forte section
- 40:06efficace ça veut dire
- 40:12que ça veut dire que une toute petite je
- 40:15vais vous donner un exemple on regarde
- 40:17on verra ça plus tard aussi en détail
- 40:21mais quand on pose
- 40:23un on considère un plan métallique
- 40:28c'est du métal je l'ai fait en
- 40:303D et qu'on pose dessus un
- 40:36cube à une distance il vole en fait
- 40:40au-dessus du du plan d'accord il vole à
- 40:43une distance typique de 5
- 40:46nanomè on sait fabriquer ça non il volle
- 40:49pas il est posé sur un matériaux
- 40:51diélectrique de 5 nanom
- 40:55d'épaisseur reçoit de la
- 40:59lumière et cette structure là raisonne
- 41:03on verra pourquoi exactement mais il y a
- 41:05bien une cavité qui se situe sous le
- 41:08cube là elle est là la cavité en fait
- 41:12oui d'accord il y a rien pour limiter au
- 41:14moins en apparence mais quand un cube
- 41:16s'arrête c'est un peu comme des miroirs
- 41:18en fait pour l'OND c'est un peu la même
- 41:19chose qu'une flux traversière FL
- 41:21traversière aussi c'est une cavité mais
- 41:22c'est ouvert au debout et ben c'est
- 41:24pareil euh h et bien cette chose là ce
- 41:28cube là est capable d'absorber toute la
- 41:30lumière qui arrive sur
- 41:34une
- 41:35surface autour qui est 30 fois plus
- 41:39grande que le cube
- 41:41lui-même donc la section efficace
- 41:45c'est-à-dire la la taille du patch
- 41:48euh que sur lequelle toute lumière qui
- 41:52arrive sur ce patch est absorbée par le
- 41:53cube c'est ça ça c'est la section
- 41:55efficace
- 41:57j'ai mis important c'est
- 41:59importante cette section efficace en
- 42:01fait elle peut être jusqu'à 30 fois plus
- 42:03grande que la taille de l'objet lui-même
- 42:06c'estàd que il y a un effet quand il y a
- 42:08une résonance c'est un effet très
- 42:11important enfin voilà c'est important de
- 42:12retenir le le mot précis he j'appelle ça
- 42:15un effet
- 42:17slurpe c'est parce que on est en
- 42:19harmonique mais quand la résonance se
- 42:20construit en gros elle se construit
- 42:23petit à petit c'est une résonance donc
- 42:24elle emmagasine énormément d'énergie
- 42:26et à la fin ça donne ça si on dessine le
- 42:29pointing on a l'impression que toute
- 42:33le toute l'énergie en fait va
- 42:36s'engouffrer sous le cube et globalement
- 42:39c'est forcément l'effet d'une résonance
- 42:40puisune résonance ça veut dire que on a
- 42:43localement une densité d'énergie qui est
- 42:45plus élevée que ce qu'apporte l'onde
- 42:48elle-même donc du moment qu'on a
- 42:50résonance et bien en réalité on a un peu
- 42:52de cet effetur si on regarde le pointing
- 42:55c'est ça se ça ça va vers la résonance
- 42:58c'est comme un fluide qui serait aspiré
- 43:02euh et donc en de façon générale il y a
- 43:05une très une section efficace très
- 43:07importante ce qui est ça veut dire que
- 43:09ça interagit ça beêre des toutes petites
- 43:10choses ça interagit très fortement avec
- 43:13la lumière après on a vu que euh comme
- 43:17on a des indices effectifs
- 43:21élevé et que il y a il y a pas
- 43:24d'équivalent avec des di électriques
- 43:27ce qu'on a vu c'est que finalement on
- 43:31allait pouvoir aller vers une
- 43:36miniaturisation et notamment des des
- 43:38cavités hein quand vous voyez
- 43:40typiquement là ce qui se que
- 43:42[Musique]
- 43:43que on est d'accord que ça c'est aspiré
- 43:46dans dans le cas qu'on regarde là de
- 43:48résonance c'est aspiré sous le cube mais
- 43:51dans le cube le champ reste enfin il
- 43:53pénètre pas à plus de 25 nanomè al c'est
- 43:55déjà pas mal parce que cube il va faire
- 43:5675 quoi mais il pénètre pas à plus de 25
- 44:00nanom l'épaisseur de peau ça reste
- 44:01toujours
- 44:02ça et donc le champ va être concentré
- 44:05très fortement dans un tout petit espace
- 44:08et ça c'est un truc qu'on cherche pour
- 44:12ce qu'on appelle l'effet
- 44:15percel alors il faut vous en parler
- 44:17parce que c'est un des grales de la
- 44:19plasmonique c'est c'est un peu un des
- 44:21intérêts de la
- 44:22plasmonique c'est d'arriver à faire en
- 44:25sorte
- 44:27qu'on contrôle l'émission spontanée si
- 44:29jamais vous prenez un émetteur al
- 44:32évidemment un atome quoi il a un taux de
- 44:36désexcitation si vous en prenez plein
- 44:38vous avez une on peut caractériser ça
- 44:41par taux de décroissance c'est qu'ils
- 44:44vont se désexciter tous évidemment c'est
- 44:45une exponentielle décroissante c'est
- 44:47comme un c'est hyper
- 44:49moche c'est comme
- 44:52un c'est comme de la radioactivité si on
- 44:55veut
- 44:56euh hop si vous
- 45:00tracez le nombre
- 45:02d'atomes encore excité en fonction du
- 45:05temps oou ce qu'ils émettent vous
- 45:06obtenez une exponentielle décroissante
- 45:08ça c'est le signal émis par un ensemble
- 45:10d'atomes identiques qui sont excités au
- 45:14départ
- 45:15euh la seule chose c'est qu'en fait ce
- 45:18taux de enfin cette émission spontanée
- 45:20elle est caractérisée par un un temps
- 45:23une durée de vie en fait euh et bien en
- 45:27réalité c'est pas quelque chose de qu'on
- 45:30peut pas modifier c'est pas c'est pas
- 45:33comme des noyau atomique c'est un peu
- 45:34dur d'aller modifier leur temps de dé
- 45:37croissance radioactive mais dans le cas
- 45:39de l'effet
- 45:41percel c'est c'est plutôt facile la
- 45:44question qui va se poser c'est est-ce
- 45:47que c'est simple parce que ça c'est
- 45:49c'est pour les atomes finalement situé
- 45:50dans le vide la question c'est est-ce
- 45:52que c'est simple pour eux de se coupler
- 45:55oui à à la lumière et au
- 45:57champ au champ électromagnétique ambiant
- 46:01et ben ça ça va dépendre un peu de où
- 46:04sont situés les émetteurs si par exemple
- 46:08on peut l'imaginer dans une
- 46:09cavité une vraie cavité optique avec des
- 46:13miroirs vous savez qu'il y a des modes
- 46:16il y a le mode
- 46:17fondamental le premier
- 46:20harmonique et
- 46:22cetera admettons ils ont chacun des
- 46:24fréquences donc admettons que on prenne
- 46:28un un atome qui se désexcite à la
- 46:32fréquence du premier harmonique donc de
- 46:35de
- 46:36celui-là ça veut dire que il y a
- 46:41hop il y a des zones où il y a beaucoup
- 46:43de champ et des zones où il y a très peu
- 46:45de champ au milieu et donc si on pose
- 46:47notre atome au centre par
- 46:51exemple si on le pose au
- 46:53centre il voudrait bien bien se coupler
- 46:56au mode la seule chose c'est que il est
- 46:57situé dans une zone où il y a très peu
- 46:59de où il y a très peu en fait de de de
- 47:04mode il est pas trop là ça va être dur
- 47:05de s'y coupler donc à cet endroit-là le
- 47:08temps de vie il est
- 47:11augmenté quand on va au contraire le
- 47:14placer sur un ventre ça va être très
- 47:17facile de se coupler au mode
- 47:20et et donc on va voir le temps de vie
- 47:24décroître et donc on va avoir une
- 47:26décroissance exponentielle plus courte
- 47:29ce qu' a montré
- 47:31percel ce qu'il a montré c'est que en
- 47:33fait le truc qui fait à la fin si le
- 47:37temps de vie est plus ou moins long ça
- 47:39va être le
- 47:40volume de la le volume des
- 47:46modes et donc il s'agit d'avoir des
- 47:50modes qui ont un volume le plus petit
- 47:53possible donc il faut trouver des
- 47:54cavités ou des résonances qui sont
- 47:56extrêmement petites et ça il y a que les
- 47:59métaux qui le fournissent et d'ailleurs
- 48:01c'est des structures comme ça comme le
- 48:03cube que je vous ai dessiné qui ont le
- 48:05record actuellement si vous mettez un
- 48:08émetteur sous le cube et ben en fait la
- 48:11résonance de cavité est tellement forte
- 48:15que l'émetteur il va se coupler hyper
- 48:18bien à cette résonance de cavité et que
- 48:20à ça alors ouais vous ça vous dit rien
- 48:23mais le que à ça il est surprenant pour
- 48:25pas mal de monde et donc bien que il
- 48:28soit coincé l'émetteur soit coincé dans
- 48:30une tout petit g de 5 g de 5 nanomètre
- 48:34entre le cube et le plan métallique et
- 48:36ben il va se désexciter dans le mode et
- 48:39ça va même sortir dous le cube et et
- 48:42voilà et avec un effet percel qui est de
- 48:45l'ordre de plusieurs milliers c'estàdire
- 48:47que vous avez typiquement avec ça un
- 48:51temps de
- 48:52vie qui est le temps de vie en espace
- 48:55libre qui qui est divisé par 1000 ça va
- 48:56même plus que ça en fait 3000 ils ont
- 48:59atteint des des 30000 je crois h bref et
- 49:02ça c'est un peu le Graal c'est-à-dire
- 49:05que ça va permettre de faire des sources
- 49:08de lumière un peu plus contrôlé ce qu'on
- 49:10appelle des sources de photon unique si
- 49:11vous mettez juste un émetteur sous le
- 49:13cube il va être capable vous l'excitez
- 49:16ce que vous voulez c'est obtenir en
- 49:18échange un photon à chaque fois que vous
- 49:20faites une excitation et ça ou en tout
- 49:24cas assez souvent et ça marche pas trop
- 49:27mal donc euh et ça ça marche pas trop
- 49:29mal grâce à l'effet percel c'est parce
- 49:32que euh vous savez que en fait il va se
- 49:33désexciter instantanément derrière à peu
- 49:37près et à coup sûr euh et donc vous
- 49:40obtiendrez un photon euh ensuite donc
- 49:44l'émission d'une lumière euh et c'est
- 49:46photon par photon voilà donc euh c'est
- 49:49ça les caractéristiques des résonances
- 49:51en plasmanique c'est qu'il y a une
- 49:52grosse section efficace des indices
- 49:54effectifs élevés mais mais mais il faut
- 49:57rajouter un mais alors je vais même le
- 49:59rajouter en très gros il y a un énorme
- 50:02mais en
- 50:05plasmonique il est même plus gros que
- 50:08ça le met c'est les
- 50:11pertes c'est-à-dire que c'est ce que je
- 50:13vous ai pas mis dans le modèle de Drude
- 50:16en réalité euh c'est un modèle de drud
- 50:18sans perte avec un Epsilon réel c'est
- 50:19parce que ben on est en train de de
- 50:21faire juste une intro mais le il y a
- 50:24énormément perte dans les
- 50:26métaux c'est particulièrement vrai par
- 50:28exemple avec l'or l'or il absorbe
- 50:31complètement le bleu et c'est pour ça
- 50:32qu'il est
- 50:34jaune l'argent il se comporte comme un
- 50:38métal quand même pour le bleu le vert et
- 50:41le rouge et c'est pour ça que c'est un
- 50:42métal qui apparaît comme blanc et
- 50:44parfaitement réfléchissant mais il y a
- 50:46beaucoup de pertes quand on cherche à
- 50:48faire en sorte que la lumière se
- 50:50propage à proximité d'un métal
- 50:53sincèrement au début de pas au début de
- 50:55la plasmonique mais au début de la
- 50:56période plasmonique fun on va dire dans
- 50:59les années 90 tout le monde a espéré
- 51:01qu'on arrive à faire des presque des
- 51:04ordinateurs qui marcheraient juste avec
- 51:05de des des placements parce que l'idée
- 51:08c'était qu'on pouvait même juste en
- 51:10gravant une surface il y avait les
- 51:12placements il prenaient enfin il y avait
- 51:14un mode guidé qui se propageait dans le
- 51:16creux là et donc bah on aurait pu graver
- 51:18des circuits les faire
- 51:21interagir et puis voilà faire des trucs
- 51:23rigolo tout ça faire du traitement du
- 51:27signal basé sur des placements de
- 51:29surface mais non parce que en fait ça se
- 51:31propage pas assez loin c'est déjà pas
- 51:33mal il se propage sur quelques
- 51:35microns typiquement un placement de
- 51:37surface ça se propage sur 10 microns
- 51:39mais ça veut dire qu'au bout de 10
- 51:40microns il reste pas grandchose quoi
- 51:42donc il y a il y a beaucoup de
- 51:44pertes et puis alors des fois c'est cool
- 51:47les pertes mais les applications en
- 51:49plasmonique sont presque réservées au
- 51:51cas où les pertes sécoulent al quand
- 51:53est-ce que les pertes sécoulent ben si
- 51:55vous vous voulez faire colorer des
- 51:57Vitros
- 52:01euh ça c'est cool
- 52:04euh si vous voulez faire de la détection
- 52:08du du biosensing alors du biosensing
- 52:11c'est une c'est l'application majeure de
- 52:13la plasmonique c'est détecter la
- 52:15présence de molécules parce que les
- 52:17résonances elles se font dans des des
- 52:19volume tout petit et ça ça veut dire
- 52:22qu'elles peuvent être perturbées très
- 52:24facilement par la présence de de
- 52:25quelques molécules et quand je dis
- 52:26quelques molécules c'est vraiment pas
- 52:27grand-chose et le placement de surface
- 52:29particulièrement est très sensible à la
- 52:31présence de de quelques molécules
- 52:33attaché à la surface du métal et donc on
- 52:35va détecter la résonance comment on la
- 52:38détecte ben en général on on regarde
- 52:40comment l'absorption varie en fonction
- 52:42de l'angle ou de la longueur d'onde et
- 52:44on voit des résonances c'est-à-dire
- 52:45qu'on voit des des pics d'absorption
- 52:47donc ou des réflectivités en en chute
- 52:49quoi et on va regarder comment cette
- 52:51résonance se
- 52:53déplace ça c'est le biosenc
- 52:55hop on va regarder comment cette
- 52:57résonance se déplace et ça va nous
- 52:59indiquer si oui ou non les molécules
- 53:01intéressantes sont là euh il y a aussi
- 53:05bon
- 53:06ouaisut faut le dire mais ça concentre
- 53:08la lumière et donc il y a moyen de
- 53:13chauffer chauffer très localement c'est
- 53:16que vous allez éclairer la nanoparticule
- 53:18elle va raisonner et la température va
- 53:20augmenter juste autour ça peut être ça
- 53:22peut avoir un intérêt euh voilà mais
- 53:24donc
- 53:25ce que vous voyez c'est que il va
- 53:27falloir être très prudent en
- 53:29plasmonique si on veut faire une
- 53:32application qui se vendent il va falloir
- 53:36vraiment que le ce soit que voilà que le
- 53:41le qu'apporte votre dispositif ce soit
- 53:44résistant à l'existence des pertes et
- 53:48très très souvent et les les toutes
- 53:50premières idées en tout cas ça s'est
- 53:52révélé pas du tout résistant et ce qu'on
- 53:55peut entendre assez couramment de la
- 53:57part de gens qui
- 53:58notamment utilisent plutôt des
- 54:01diélectriques dans ce qu'ils étudient et
- 54:04ben genre des cristaux photoniques et
- 54:06des choses comme ça c'est que la
- 54:07plasmonique de toute façon c'est mort
- 54:09avec les pertes on pourra rien faire et
- 54:11ça j'essaierai de vous montrer c'est
- 54:13faux en réalité il y a pas mal
- 54:17d'applications potentiel encore parce
- 54:19que pour l'instant la plus grosse
- 54:21application ça reste le biosensing je
- 54:23devrais le redire et le biosensing juste
- 54:26avec le placement de surface donc il y a
- 54:28même pas de nanoparticules de truc hyper
- 54:30compliqué c'est juste ça le reste c'est
- 54:32encore dans les cartons c'est encore de
- 54:34la recherche
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This page contains the full transcript of La plasmonique by Antoine Moreau, generated from the public captions YouTube serves with the video. The transcript has 7,774 words across 1,227 segments, with the original timestamps preserved so you can click any line to jump to that moment in the embedded player.
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