Etude expérimentale des interactions entre luminophores et nanoparticules métalliques

La luminescence se trouve totalement modifiée (inhibée ou exaltée) au voisinage de nanoparticules métalliques. Cette interaction entre luminophores et nanoparticules métalliques met en jeu de nombreux processus et dépend de paramètres dont le rôle est discuté. Dans le cadre de ce travail, nous avons étudié l influence précise de la taille de nanoparticules d or et d argent et de la distance séparant ces nanoparticules des luminophores. Pour atteindre cet objectif, la géométrie des nanoparticules et la distance entre nanoparticules et luminophores ont été maîtrisées à l échelle nanométrique à l aide de la lithographie électronique et des techniques de dépôt moléculaire couche par couche. Au voisinage des nanoparticules d argent, se manifeste une inhibition de luminescence qui tend à disparaître au fur et à mesure que la taille des nanoparticules augmente. S agissant des nanoparticules d or, l inhibition, observée pour des dimensions inférieures à la centaine de nanomètres, cède la place à l exaltation pour des diamètres supérieurs. En réalité, l exaltation apparaît uniquement lorsque les positions des résonances plasmons sont décalées vers les grandes longueurs d onde comparativement à la longueur d onde d émission du luminophore. L exaltation de luminescence semble être corrélée à la désexcitation radiative de l état plasmon excité par la luminescence des nanocristaux. Ce transfert d énergie du luminophore vers les nanoparticules métalliques est également mis en évidence en faisant varier la distance entre les deux objets. L inhibition et l exaltation diminuent lorsque l on s éloigne des nanoparticules et suivent une loi caractéristique d une interaction dipôle-dipôleLuminescence can be modified (enhanced or quenched) by metal nanoparticles. The interplay between fluorescent dyes and metal nanoparticles involves numerous processes and depend on numerous parameters. Their influence on luminescence is still debated. In this study, we focus on nanoparticle size and distance between fluorescent species and nanoparticles. For this purpose, gold and silver nanoparticles are elaborated by electron beam lithography which offers the possibility to control the nanoparticle geometry. The distance between fluorescent dyes and metal nanoparticles is controlled by layer by layer deposition. Quenching is observed near silver nanoparticles but this phenomenon decreases when the nanoparticle size increases. Enhancement is observed near gold nanocylinder for the largest size. Enhancement occurs when the localized surface plasmon resonance of the nanoparticle is redshifted compared with fluorescent specie wavelength emission. Enhancement can be related to the excitation of localized surface plasmon resonance by fluorescence. This energy transfert from fluorescent species to metal nanoparticles is observed by increasing the distance between these objects. The enhancement and quenching phenomena decrease with the distance. This enhancement and quenching decrease can be related to a dipole-dipole couplingTROYES-SCD-UTT (103872102) / SudocSudocFranceF