Sommaire: Résonance des plasmons de surface

Introduction
Chapitre 1 : Etat de l’art
Introduction
Les plasmons de surface
1.2 Les plasmons de surface délocalisé
1.2.1 Définition
1.2.2 Conditions d’existence des plasmons de surface
1.2.3 Propriétés fondamentales
1.2.3.1 Extension spatiale des champs
1.2.3.2 Longueur de propagation à l’interface
1.2.3.3 Relation de dispersion
1.3 Les plasmons de surface localisé
1.3.1 Définition
1.3.2 Diffusion de la lumière par des petites particules
1.3.3 Réponse optique d’une nanoparticule métallique
a. Modèle électrodynamique simple
b. Approximation quasi-statique
c. Théorie de Mie
d. Résonance plasmon de surface
Chapitre 2 : Capteurs basés sur la résonance des plasmon de surface
Introduction
Capteur RPS
1.2. Biocapteurs d’Affinité RPS
1.3. Considérations de performance
1.4. Éléments d’identification
1.5. Formats de Détection
1.6. Mesure de réactions biochimiques de type « Key-lock »
1.7. Applications des capteurs RPS pour la détection des espèces chimiques et biologiques
1.8. Approche numérique : capteur RPS
2. Capteurs RPSL biologique
2.2. Détection de biomolécule
2.3. Détection de larges protéines et anticorps sur des réseaux de nanoparticules
2.3.1. Systéme anticorps-antigène
2.3.2. Système Avidine-Biotine
3. Capteur chimique
3.1. Les monocouches autoassemblés
3.2. Etude avec le thiol (MUA)
3.3. Étude avec la polymer (polyélectrolyte)
3.4. Capteur de glucose basé sur la résonance plasmon de Nanoparticules
Chapitre 3 : Modélisation des propriétés des nanoparticules métalliques
Introduction
1. Propriétés optiques des métaux nobles
1. a. Réponse optique
1. b. Transitions intrabande
1. c. Transitions interbandes
1. d. Propriétés des nanoparticules métalliques
2. Résonace plasmon de surface
2.1 Effet de taille
2.2 Effet de forme
2.3. Effet de la matrice extérieure
2.4. Effet de température
2.5. Effet de couplage des nanoparticules métalliques en interaction
2.5.1. Théorie de milieu effective de Maxwell Garnett
2.5.2. Effet de la distance entre nanoparticules
Conclusion
Annexe
Bibliographie

♣ Extrait du mémoire

Chapitre 1: Etat de l’art
Introduction
Dans ce chapitre, nous présentons une description des plasmons de surface comme des modes électromagnétiques de surface pouvant se coupler à la lumière suivant certaines conditions. Nous appellons ces modes provenant du couplage des plasmons de surface avec la lumière des polaritons de plasmons de surface. Nous pouvons diviser ces ondes de surface en deux groupes. Nous allons décrire dans un premier paragraphe les propriétés physiques caractéristiques des plasmons de surface délocalisés et dans un deuxième temps celles de plasmons de surface localisés.

Résonance des plasmons de surface
1.1 Les plasmons de surface
Les métaux nobles peuvent être décrits assez convenablement par le modèle des électrons libres quant à leur structure électronique. Cette approche consiste à traiter les électrons de valence du métal comme un gaz d’électrons libres, ignorant le réseau métallique en première approximation. Un gaz dense de particules chargées est appelé un plasma et on parle d’un plasma d’électrons libres à l’intérieur d’un métal. Des oscillations de ce plasma peuvent se propager dans le volume du métal.
Le quantum d’excitation de ces oscillations longitudinales de la densité de charge est appelé un plasmon de volume. Il a une énergie sont respectivement la charge et la masse de l’électron libre, et n est la densité d’électrons qui est une valeur caractéristique du métal. Cette valeur de l’énergie plasmon est donc différente suivant le métal considéré, par exemple, pour l’argent meVw l’or .9030meVw, pour Les oscillations collectives de charges de surface sont appelées plasmon de surface ou encore plasmon-polariton lorsqu’on veut insister sur leur couplage avec le champ électromagnétique externe.
Deux types de plasmons de surface peuvent être distingués.
– Les plasmons de surface délocalisés qui sont des plasmons de surface se propageant sur des surfaces métalliques planes.
– Les plasmons de surface localisés qui sont des excitations localisées du plasmad’électrons à l’intérieur de petites structures d’une taille de quelques dizaines de nanomètres, par exemple des nanoparticules métalliques ou des rugosités de surface de certaines structures.
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