L’objectif principal des activités du laboratoire Nanophotonique du CEA Saclay, concerne la mise en œuvre de nanosources de lumière. Dans ce but, nous travaillons d’une part à mettre en œuvre des moyens permettant de contrôler le champ électromagnétique à l’échelle sub-longueur d’onde ; d’autre part à mieux comprendre les processus d’émission de lumière impliquant des couplages entre nano-objets métalliques et molécules organiques. Un dernier volet concerne enfin le développement de nouvelles techniques pour le contrôle d’assemblages moléculaires à l’échelle nanométrique.

-Outre la luminescence qui a fait l’objet de divers développements , l’une des autres voies envisageables pour la mise au point de nanosources de lumière consiste à utiliser des processus nonlinéaires de conversion de fréquence tels que la génération de second harmonique : c’est dans ce contexte que se situe le projet proposé : nous avons récemment démontré un principe original utilisant le champ électrique présent au niveau de la jonction d’un microscope à effet tunnel (STM), pour orienter localement un petit nombre de molécules et ainsi générer un signal de second harmonique. Après avoir validé ce concept dit de « nano-EFISHG » (Electric Field Induced SH generation) nous avons conçu un banc expérimental original, dédié à l’imagerie de second harmonique et de premières images présentant un contraste de SH sur un échantillon structuré à l’échelle micronique ont pu être obtenues. Nous avons par ailleurs montré qu’en tirant parti d’effets d’exaltation locale du champ électromagnétique se produisant à l ‘extrémité de pointes ou de nano-objets métalliques, il devrait être possible d’atteindre des résolutions de l’ordre de quelques dizaines de nanomètres (Ivan Berline, thèse soutenue en Octobre 2010). Ces études ouvrent des perspectives intéressantes pour développement de pointes dites actives pour la microscopie en champ proche à haute résolution.

-L’objectif du projet sera de se familiariser avec le banc expérimental développé qui couple un laser Titane-Saphir à un microscope optique inversé associé à une pointe STM : il s’agira notamment de travailler à l’alignement du laser sur la pointe STM immergée dans une solution de molécules nonlinéaires de façon à obtenir un signal de second harmonique : nous étudierons ensuite l’influence de paramètres externes sur l’amplitude du signal généré (tension appliqué à la pointe STM, polarisation du faisceau laser, présence de nanostructures métalliques …)