Détection et sensing

La nanophotonique permet le contrôle de l'interaction lumière-matière à une échelle nanométrique bien inférieure à la longueur d'onde. Il est ainsi possible de piéger la lumière dans des nanorésonateurs et de rendre efficace des procédés d'interaction avec la matière qui autrement serait très faible.

Deux pistes de travail pour améliorer l'efficacité de composants actifs et des processus de détection sont étudiées dans l'équipe : 

• Les résonateurs plasmoniques revêtent une importance particulière dans le domaine THz. L'objet de la thèse est d'utiliser des résonateurs dits de Helmholtz, associés à des matériaux 2D, tels que le graphène, le hBN ou le MoS2, pour développer des dispositifs accordables électriquement. Dans le graphène, il est par exemple possible avec l'application d'une tension de modifier le niveau de Fermi et ainsi de modifier sa réponse optique. Associé au résonateur plasmo,ique, la modulation de l'onde électromagnétique en réflexion ou transmission serait exaltée, ce qui permettrait une utilisation comme modulateur. Le résonateur peut également être utilisé pour à la fois exalter l'interaction avec la matière pour la spectroscopie infrarouge large bande, et amplifier le photocourant mesuré au niveau du graphène qui jouerait le rôle de détecteur.
   

• Certains objets biologiques comme les protéines sont particulièrement petits (de l'ordre de quelques dizaines de nanomètres), de telle sorte qu'ils diffusent très peu la lumière : leur observation est terriblement difficile sans certaines astuces expérimentales, comme le marquage par des molécules fluorescentes, qui affecte nécessairment l'objet étudié. Notre équipe étudie des méthodes dites "label-free", basées sur la méthode iSCAT, qui cherche à reconstruire des images à partir d'interférences entre une onde de référence et l'onde diffusée par la particule. Le champ diffusé peut bénéficier de la présence d'objets nanophotoniques dans son environnement pour être exalté : c'est le principe de la méthode CEISCAT.

Membres actuels et passés

	Pierre-Louis Paillet Doctorant (PhD 2027) Active resonators coupled to 2D materials for detection and sensing in the THz range
	Matthieu Greffet Ingénieur de recherche UNVEIL
	Florian Semmer Post-doctorant (maintenant ingénieur de recherche chez UNVEIL)

​