Ce projet est proposé par Yannick De Wilde et Valentina Krachmalnicoff le 9  et 16 septembre

[email protected] et  [email protected]

Titre : Nanoscopie dans l’infrarouge à l’aide du microscope de champ proche à pointe diffusante

Descriptif : L’étude dans l’infrarouge ( 10 µm) des propriétés de la matière ou de dispositifs à des échelles nanométriques a récemment stimulé l’invention de concepts innovants dans le domaine de l’optique, en particulier dans le but de s’affranchir de la limite de diffraction. Nous avons conçu au laboratoire un microscope optique de champ proche (SNOM, scanning near-field optical microscope) équipé d’une nano-antenne optique en forme de pointe capable de produire des images dont la résolution spatiale atteint 100 nanomètres dans l’infrarouge, soit deux ordres de grandeur de mieux que ce qu’impose la limite de diffraction. Nous avons récemment étendu les capacités de ce microscope à la nano-spectroscopie infrarouge, de sorte qu’il constitue à présent véritablement un « nanoscope » adapté aux longueurs d’onde de l’infrarouge pour l’imagerie et la spectroscopie avec une résolution spatiale nanométrique.
Nos travaux avec cette sonde s’étendent du fondamental aux applications. Ils portent notamment sur l’étude des modes du champ électromagnétique sur la cavité de lasers semi-conducteurs nanostructurés, et sur l’observation de plasmons de surface qui se propagent en restant confinés à la surface de guides métalliques. Une grande partie de nos activités porte également sur l’emploi du SNOM à pointe diffusante pour révéler les propriétés exceptionnelles de l’émission thermique infrarouge, qui se révèlent uniquement si celle-ci est sondée à une distance nanométrique de la source. Nous avons ainsi pu montrer que, dans ce régime, le spectre de l’émission thermique est quasiment monochromatique, et dévie donc fortement du spectre du corps noir décrit par la loi de Planck. Durant cette journée de stage, l’étudiant participera à des expériences de nanoscopie infrarouge, encadré par un membre de l’équipe.