Manipuler l'émission de transitions dipolaires magnétiques par l'utilisation de nanoantennes optiques

Axe 4 - Dimensionnalité et confinement

Thèse de Cyrine Ernandes

Projet de recherche commencé le 1er octobre 2016.

Soutenance de thèse le mercredi 2 octobre a 14h
Salle 317 - Couloir 22 23 - Campus de Pierre et Marie Curie

Laboratoires co-porteurs

• Institut des NanoSciences de Paris (INSP)
  Porteur de projet : Mathieu Mivelle
• Laboratoire de Physique et d’Étude des Matériaux (Lpem - ESPCI) 
  Co-porteur de projet : Lionel Aigouy

Projet de recherche

Le développement de nouveaux dispositifs en nanophotonique (communications optiques, cryptage, dispositifs quantiques) nécessite de disposer de sources de photons contrôlables et manipulables à la demande. Dans ce contexte, il a récemment été démontré qu’il était possible d’ajuster l’émission et l’absorption de transitions dipolaires électriques de nano-objets fluorescents (molécules uniques, boîtes quantiques) à l’aide de nanostructures comme des nano-antennes. La possibilité pour de tels objets d’augmenter et confiner le champ électrique de la lumière leur permet d’augmenter de manière très importante la probabilité d’absorber ou d’émettre un photon par un émetteur quantique.

Au cours de ce projet, nous proposons d’explorer de nouvelles applications, et notamment d’utiliser les propriétés uniques de certaines nano-antennes optiques pour confiner et exalter le champ magnétique de la lumière dans le but de manipuler et d’intensifier la fluorescence de transitions dipolaires magnétiques présentes dans certains matériaux tels que les ions métalliques. Pour cela, des transitions dipolaires magnétiques issues d’ions lanthanides seront placées de manière déterministe en champ proche de nanoantennes optiques magnétiques de façon à optimiser l’excitation et l’émission de ces transitions.

Récemment, les travaux de Cyrine Ernandes ont montré la possibilité de manipuler l'émission de transitions magnétiques avec des nanostructures diélectriques ou plasmoniques.

Publications

• Maria Sanz-Paz, Cyrine Ernandes, Juan Esparza Documents de l'auteur , Geoffrey Burr, Niek Van Hulst et al. 
  Enhancing Magnetic Light Emission with All-Dielectric Optical Nanoantennas
  Nano Letters, American Chemical Society, 2018, 18 (6), pp.3481-3487.
  DOI : 10.1021/acs.nanolett.8b00548
  Ref HAL : hal-01844324v1
• Cyrine Ernandes, Hung-Ju Lin, Michel Mortier, Patrick Gredin, Mathieu Mivelle and Lionel Aigouy
  Exploring the Magnetic and Electric Side of Light through Plasmonic Nanocavities
  Nano Lett., 2018, 18 (8), pp 5098–5103
  DOI : 10.1021/acs.nanolett.8b01956

Prix et distinctions

• Poster award at the gold conference 2018

Congratulations to Cyrine, @LabexMatisse PhD student, for a poster award at the gold conference @Sorbonne_Univ_ @CNRS pic.twitter.com/lyMloLc6FO

— Nanostructures et optique - INSP (@NO_Insp) July 20, 2018

•  Poster award at the Near Field Optics Conference 2018

Congratulation to Cyrine again, second poster award in less than 2 months, #impressive. This time at NFO (Near Field Optics Conference). The research done at @Sorbonne_Univ_, @CNRS and @LabexMatisse is in the spotlight!! pic.twitter.com/p4HqYAxkzA

— Nanostructures et optique - INSP (@NO_Insp) 4 septembre 2018