– ShaMaN

Les verres composites, notamment ceux contenant des nanoparticules métalliques, ont des propriétés remarquables avec des applications intéressantes dans le domaine de la photonique et de la plasmonique. En particulier, la possibilité de fabriquer des réseaux composés de nanoparticules de morphologie contrôlée représente un challenge à la fois du point de vue fondamental que du point de vue appliqué. Des résultats récents montrent que la morphologie de nano-objets métalliques (confinés dans une matrice amorphe) peut être modifiée par irradiation avec des ions lourds rapides. L?irradiation permet, par exemple, de transformer des nanoparticules sphériques en nano-bâtonnets puis en nano-fils alignés et orientés dans la direction du faisceau d?ions. Cela est particulièrement intéressant pour au moins deux raisons: i) les nanofils métalliques montrent un dédoublement de la bande plasmon avec un déplacement vers l?infrarouge, permettant des applications dans cette région du spectre optique. ii) la possibilité de combiner l?organisation des nanoparticules en réseau et leur mise en forme par l?irradiation permet la fabrication de structures photoniques avec des propriétés nouvelles. Ainsi, l?irradiation devient un outil puissant pour manipuler de façon contrôlée la matière à l?échelle nanométrique tout en permettant le développement de nouvelles stratégies de nanostructuration. Dans ce contexte, le projet ShaMan propose une approche pluridisciplinaire basée sur la synergie entre la chimie des colloïdes, la science de l?irradiation, la photonique et la plasmonique. Il s?agit de développer une nouvelle technique pour la mise en forme des nanostructures ordonnées pour modifier les propriétés optiques des verres composites. Cette nouvelle stratégie de nanostructuration est particulièrement intéressante, car elle permet de réaliser des configurations expérimentales quasiment impossibles à obtenir avec d?autres méthodes. Par rapport aux recherches existantes, l?originalité du projet ShaMan est la manipulation par faisceau d?ions de nano-structures hybrides telles que des alliages métalliques ou des systèmes bi-métalliques de type c?ur/coquille organisés en réseau 2D au sein d?une matrice diélectrique. Notre projet de recherche peut être succinctement divisé en trois volets : i) Fabrication d?un système modèle, notamment un réseau 2D de nanoparticules métalliques (alliage et/ou c?ur-coquille) confinées dans une matrice de silice. L?élaboration des particules métalliques sera faite par voie chimique afin de bien maîtriser leur taille et leur composition. L?organisation en réseau 2D sera obtenue par nanolitographique. ii) Mise en forme par faisceau d?ions de ces verres composites nanostructurés pour obtenir des nouvelles configurations expérimentales. Par exemple un réseau 2D de nanofils alignés et orientés dans la matrice de silice. iii) Caractérisation optique et investigation théorique Etude des propriétés optiques, photoniques et plasmoniques des matériaux irradiés.