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Cartographie plasmonique de nanoparticules métalliques individuelles déformées par irradiation ionique

A. Slablab, G. Rizza, P.-E. Coulon

Depuis quelques années, l’irradiation aux ions lourds et à forte énergie est considérée comme un outil puissant et innovant pour déformer la matière à l’échelle nanométrique. Ainsi, il est possible de transformer des nanoparticules sphériques enfouies dans une matrice amorphe en nanobâtonnets, nanofils, ou en d’autres formes plus ou moins originales. Au-delà des aspects fondamentaux liés à cette déformation, cette technique permet d’apporter un regard nouveau sur les propriétés plasmoniques des nanoparticules métalliques.
Dans cette thématique, nous utilisons la spectroscopie de perte d’énergie des électrons (EELS) pour sonder à l’échelle nanométrique les résonances de plasmons de surface localisés de ces nanoparticules métalliques. Ces plasmons sont générés par l’excitation électronique du microscope électronique en transmission et à balayage (STEM), équipé d’un détecteur annulaire champ sombre et grand angle (HAADF) du LPS d’Orsay. Nous pouvons ainsi étudier les propriétés optiques des nanoparticules métalliques en fonction de leur taille et leur forme. Les résultats obtenus expérimentalement sont comparés aux simulations réalisées par le code « Auxiliary Differential Equations-Finite Difference Time Domain » (ADE-FTDT) développé spécifiquement pour cette étude.

réponse plasmonique individuelle d'un nanofil d'or : observation directe du mode longitudinal (m=0) et de ses ordres supérieurs (m=1, m=2)