Dynamique du champ proche plasmonique et génération de dérivés réactifs de l'oxygène par des nanobâtonnets d'or sous irradiation laser ultrabrève ; Dynamics of the plasmonic near-field and generation of reactive oxygen species by gold nanorods under ultrashort laser irradiation

Les nanoparticules d'or sont connues pour leurs propriétés optiques remarquables liées à la résonance plasmon de surface localisée (LSPR pour localized surface plasmon resonance). Elles absorbent alors efficacement le rayonnement incident, le transforment localement en chaleur et amplifient fortement le champ proche électromagnétique. Ces différents phénomènes, associés à la bonne biocompatibilité de l'or, font de ces nanoparticules des objets très convoités pour de nombreuses applications, en particulier dans le domaine biomédical. Les nanobâtonnets d'or ont une place de choix car ils présentent, sous illumination polarisée selon leur grand axe, un mode plasmon intense et spectralement ajustable par l'intermédiaire de leur rapport d'aspect.L'excitation lumineuse de nanoparticules d'or par des impulsions laser ultracourtes induit une cascade d'événements ultrarapides qui peuvent, eux aussi, être exploités. La génération, par absorption multiphotonique, d'un gaz d'électrons chauds modifie de façon transitoire la distribution électronique, dont la dynamique régit celle de la réponse optique. L'excès d'énergie électronique est alors transféré au réseau cristallin en quelques ps : les nanoparticules chauffent, avant de refroidir plus lentement par échange de chaleur avec le milieu hôte. Ces processus peuvent conduire à l'éjection d'électrons vers le milieu extérieur. Leur exploitation à des fins applicatives requiert leur compréhension fondamentale. Dans ce travail, nous nous intéressons principalement aux événements ayant lieu au cours de l'interaction d'une impulsion laser femtoseconde avec des nanobâtonnets d'or, dans différentes configurations.Nous déterminons la dynamique de la section efficace d'absorption et du champ proche optique d'un monomère et de dimères de nanobâtonnets d'or. Nous étudions en particulier l'influence de la distance entre bâtonnets dans le dimère et la présence d'un substrat, ainsi que celle des caractéristiques de l'irradiation (intensité crête, durée d'impulsion). Cette analyse est ...