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Plasmonic photo-current in freestanding monolayered gold nanoparticle membranes

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Jürgen Brugger
2016

Résumé

We report on photo-current generation in freestanding monolayered gold nanoparticle membranes excited by using a focused laser beam. The absence of a substrate leads to a 50% increase of the photo-current at the surface plasmon resonance. This current is attributed to a combination of trap state dynamics and bolometric effects in a nanocomposite medium yielding a temperature rise of 40 K.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/69dfdd34-eaa4-4354-8e19-3b1089faecce

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Résonance plasmon de surface

La résonance des plasmons de surface (ou ) est un phénomène physique d'interaction lumière-matière principalement connu pour son utilisation comme méthode de mesure de la liaison d'un « ligand » sur un « récepteur » adsorbé à la surface d'une couche métallique. La résonance de plasmons de surface est une oscillation de densité de charges pouvant exister à l'interface entre deux milieux ou matériaux ayant des constantes diélectriques de signes opposés comme un conducteur immergé dans un liquide diélectrique.

Plasmon de surface

Le plasmon de surface est une onde électromagnétique guidée à la surface d’un métal. Elle se propage partiellement dans le métal (l’onde y pénètre à une profondeur de typiquement pour les métaux nobles). Le plasmon de surface étant un mode guidé, se propageant le long d’une interface plane, il ne peut pas être excité simplement par un faisceau de lumière incident. Il faut utiliser un coupleur (à prisme ou à réseau). Une des caractéristiques les plus importantes du plasmon de surface est que c’est un mode localisé à l’interface.

Plasmon de surface localisé

vignette|300x300px| Lumière incidente sur une nanoparticule métallique fait osciller les électrons de la bande de conduction. C'est le plasmon de surface localisé. Un plasmon de surface localisé (LSP) est le résultat du confinement d'un plasmon de surface dans une nanoparticule de taille comparable ou inférieure à la longueur d'onde de la lumière utilisée pour exciter le plasmon. Lorsqu'une petite nanoparticule métallique sphérique est irradiée par la lumière, le champ électrique oscillant fait osciller de manière cohérente les électrons de conduction.

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