Soutenance de thèse de Nicolas LARGE

Diffusion Raman-Brillouin Résonante dans les nanostructures semiconductrices et métalliques: de la Nano-Acoustique à l'Acousto-Plasmonique.


Titre anglais : Resonant Raman-Brillouin Scattering in Semiconductor and Metallic Nanostructures: from Nano-Acoustics to Acousto-Plasmonics
Ecole Doctorale : SDM - SCIENCES DE LA MATIERE - Toulouse
Spécialité : Nanophysique
Etablissement : Université de Toulouse
Unité de recherche : UPR 8011 - CEMES - Centre d'Elaboration de Matériaux et d'Etudes Structurales
Direction de thèse : Adnane MLAYAH- Javier AIZUPURA


Cette soutenance a eu lieu vendredi 21 octobre 2011 à 10h00
Adresse de la soutenance : Centre d'Elaboration de Matériaux et d'Etudes Structurales CEMES-CNRS 29, rue Jeanne Marvig, BP 94347, 31055 Toulouse Cedex 4 - FRANCE - salle Salle de Conférence

devant le jury composé de :
Renaud BACHELOT   Professeur   Université de Technologie de Troyes   Rapporteur
Nordin FELIDJ   Professeur   Université Paris Diderot   Rapporteur
Nerea ZABALA   Professeur   Universidad del Pais Vasco   Examinateur
Thierry AMAND   Directeur de Recherche   Institut National des Sciences Appliquées   Examinateur
Vincent PAILLARD   Professeur   Université Paul Sabatier, Toulouse III   Examinateur
Adnen MLAYAH   Professeur   Université Paul Sabatier, Toulouse III   Directeur de thèse
Javier AIZPURUA   Directeur de Recherche   Universidad del Pais Vasco   CoDirecteur de thèse


Résumé de la thèse en français :  

Ce travail est axé sur l'étude des interactions entre les vibrations acoustiques basses fréquences et les excitations électroniques (excitons et plasmons de surfaces). Elles nous renseignent sur les propriétés optiques et vibrationnelles de nanostructures semiconductrices et métalliques. De nouveaux concepts physiques sont introduits pour l'interprétation des processus de diffusion Raman-Brillouin : densité électronique Raman-Brillouin responsable de la diffusion inélastique de la lumière par les vibrations acoustiques et la dynamique acousto-plasmonique.

 
Résumé de la thèse en anglais:  

This work is devoted to the study of the optical and vibrational properties of semiconductor and metallic nanostructures. The inelastic light scattering by low frequency acoustic vibrations (AV), called Raman-Brillouin (RB) scattering, gives access to such properties. The confined electronic states of semiconductor nanostructures are involved in the RB scattering as an intermediary. When applying an external electric field, metallic nano-objects sustain collective oscillation modes of the free electron gas (plasmons) which also act as an intermediary during the emission and the absorption of low frequency AV in the RB scattering process. The understanding of the interaction between the AV and the electronic excitations (excitons or plasmons) gives direct information on the optical and vibrational properties of those nano-objects. New physical concepts are introduced as theoretical tools for the interpretation of the RB scattering in semiconductors and metals. An effective electronic density, responsible for the RB scattering in semiconductors, is here introduced for the first time as new advanced theoretical tool for the interpretation of the inelastic light scattering processes by low frequency AV. The concept of acousto-plasmonics is also introduced for the first time to study and describe the modulation of the plasmonic properties of metallic nano-objects by the AV. These concepts and the numerical methods used in this work (BEM, DDA, FDTD) allowed to interpret fine physical effects such as significant spectral red-shifts of plasmons resonances and unexpected observations of AV by RB spectroscopy.

Mots clés en français :Plasmons, Vibrations acoustiques, Nano-objets métalliques, Acousto-plasmonique, Modélisation,
Mots clés en anglais :   Plasmons, Acoustic vibrations, Metallic nano-objects, Acousto-plasmonic dynamics, Modeling/Computing,