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Vers la conception de nouveaux dispositifs à base de nanoparticules creuses allongées

La déformation par irradiation aux ions lourds et rapides permet le design et la fabrication de nanocomposites originaux, composés de nanostructures métalliques orientées spatialement dans une matrice amorphe. Récemment, nous avons montré que cette technique pouvait être appliquée à la nano-sculpture des nanoparticules d’or creuses avec une géométrie verticale (fig. a) [1]. Les nanoparticules de diamètre compris entre 20 et 60 nm et avec une épaisseur de coquille comprise entre 3 et 14 nm ont été irradiées avec des ions Kr d’énergie 74 MeV à une fluence de 4.1014 at.cm-2. L'évolution temporelle de la température dans la particule a été simulée à l'aide du code 3DTS et a permis de montrer que l'élongation était le résultat de la superposition de l’effet marteau, qui génère une contrainte uniaxiale, et de la diffusion de l'espèce métallique dans la région fondue de la particule vers les pôles (fig. b). Les propriétés plasmoniques des nanostructures creuses ont été cartographiées par STEM-EELS (fig. c) et simulées à l'aide du code MNPBEM (fig. d). Les applications de ce type de système sont nombreuses et vont de la catalyse à la spectroscopie Raman amplifiée de surface.

a) déformation d'une NP creuse par irradiation aux ions lourds et rapides, b) simulations 3DTS, c) cartographies plasmoniques STEM-EELS et d) simulations MNPBEM

[1] Scientific Reports 6, Article number: 21116 (2016)