L'institut
Actualité de FEMTO-ST

Vous êtes ici

Une nano-antenne pour imager et caractériser des sources de photons uniques infrarouges

Contexte
Les « quantum-dots » ou « boîtes quantiques » sont des sources lumineuses si petites qu’elles n’émettent qu’un photon à la fois. Leur taille de l’ordre de quelques nanomètres leur confère des propriétés uniques : la longueur d’onde de la lumière qu’ils émettent est contrôlée par leur taille. Pour changer de couleur, il suffit de changer la taille de ces nanosources. Leur nature semi-conductrice leur permet également d’émettre de la lumière sous l’effet d’un courant électrique et inversement de transformer de la lumière en un courant électrique. Les quantum-dots colloïdaux forment actuellement la base de nombreux dispositifs optoélectroniques modernes (LED, photodiodes, écrans, cellules solaires, etc) et de techniques biomédicales de pointe (imagerie in situ). Comme ils émettent la lumière sous forme de photons uniques, ils présentent également de fortes potentialités dans l’ingénierie quantique pour, entre autre, la mise au point de systèmes de sécurité inviolables dans le domaine des télécommunications.
Il parait toutefois difficile d’aboutir à de telles applications et de développer des fonctions de télécommunication à l’aide de quantum dots colloïdaux si ceux-ci n’ont jamais étés imagés et caractérisés individuellement auparavant. Or, si la caractérisation optique des quantum-dots émettant des photons de lumière visible est couramment réalisée au moyen de techniques de microscopie conventionnelles héritées de l’imagerie de molécules fluorescentes, les choses se compliquent avec les quantum-dots dont l’émission photonique a lieu dans l’infra-rouge télécom. En effet, dans ce cas, les microscopes conventionnels à forte résolution spatiale ne sont plus adaptés pour fonctionner à cette gamme de longueur d’ondes.
Travaux réalisés
Dans ce contexte, les chercheurs de FEMTO-ST ont développé un nouveau concept d’imagerie nanométrique reposant sur l’intégration, à l’extrémité d’une fibre optique, d’une nano-antenne métallique qui vient au voisinage d’un quantum-dot unique pour l’illuminer localement et collecter son émission photonique de fluorescence avec une précision spatiale de quelques dizaines de nanomètres. La spécificité de cette nano-antenne sur pointe fibrée inédite repose sur son ouverture en forme de nœud-papillon capable de supporter deux « résonances » optiques : une résonance aux longueurs d’ondes de la lumière visible pour illuminer le quantum dot et une résonance aux longueurs d’ondes infrarouges pour collecter efficacement les photons rayonnés et les transmettre directement dans la fibre optique. Les caractérisations ont été réalisées en insérant la nano-antenne fibrée dans un microscope optique « en champ proche » à balayage. Ces travaux ont été publiés dans la revue Nano Letters
Perspectives
Ce résultat ouvre la voie à la manipulation de quantum-dots colloïdaux infra-rouges télécom et à leur intégration dans les systèmes. Il marque une étape importante pour l’ingénierie de fonctions optiques quantiques avancées à partir de sources à photons uniques aux longueurs d’ondes télécom à température ambiante. Le greffage d’un quantum dot colloïdal sur l’antenne fibrée pourrait par la suite permettre la réalisation de sources à photons uniques fibrées « à la demande » pour des applications de sécurité dans les télécommunications.

Voir le communiqué de presse du CNRS (pdf, 559 Ko)
Plus d’informations (pdf, 114 Ko)
Contact : Thierry Grosjean

  • Des stages à pourvoir à FEMTO-ST !

    Vous êtes étudiants en 2ème année de master ou en dernière année d’école d’ingénieur et vous recherchez un stage de 3 mois ou plus dans un laboratoire reconnu au niveau international, FEMTO-ST vous propose tout au long de l’année 2009 des sujets de stages riches et variés.

    Lire la suite
  • Best Poster Award: Younes Makoudi@Elecmol08

    Younes Makoudi, PhD@FEMTO-ST, won the best poster award during the Elecmol08 international conference in Grenoble on December 12 (www.elecmol.com). The aim of his work is the adsorption of functional molecules on surfaces which plays a vital role in the emerging field of nanoelectronics.

    Lire la suite
  • Exposition FEMTO-ST - Bibliothèque Universitaire Belfort - du 1er décembre au 15 janvier 2009

    Cette exposition présente les activités de l'institut. Qui fait de la Science ? Des femmes et des hommes aux parcours divers, des chercheurs, des enseignants et des étudiants motivés. Les thèmes abordés sont relatifs au temps, à l'énergie, à la nanotechnologie, à l'optique, à l'automatique et à la mécanique. Découvrez le quotidien du chercheur et la passion qui l'anime.

    Lire la suite
  • Journée Technique Microstructures / MEMS

    En partenariat avec la société POLYTEC-PI, nous organisons une « journée technique microstructures» qui aura lieu le jeudi 20 novembre 2008 dans les locaux de TEMIS INNOVATION – Maison des Microtechniques à Besançon.

    Lire la suite
  • Inauguration plateforme industrielle de productique SISTRE

    Cette manifestation, destinée aux industriels vous permettra de découvrir au sein d’un même système de production, une très grande diversité de matériels et de technologies innovantes.

    Lire la suite
  • Omicron sélectionne des résultats du groupe Nanosciences pour son résultat du mois d'octobre

    La société Omicron, qui fabrique des microscopes STM, a choisi de présenter un article du groupe Nanosciences de l'équipe MINANO paru dans Physical Review Letters comme résultat du mois d'octobre.

    Lire la suite
  • Micronora 2008 : Micron d’or et micro-vache

    Ce fut l’une des attractions au salon Micronora de Besançon : la plus petite vache du monde pèse 830 nanogrammes, soit 10 % du poids d’un grain de sable. Les 5 pièces de cette micro-vache en résine souple et transparente à la lumière ont été montées en moins d’une heure à l’aide de la station de micro assemblage Pronomia de FEMTO-ST qui a reçue un Micron d’Or 2008.

    Lire la suite
  • FEMTO-ST dans le classement des meilleurs laboratoires français de l’EXPRESS

    Dans l'édition de l'hebdomadaire l'EXPRESS du 12 juin, FEMTO-ST figure dans la liste des unités de recherche d'excellence en France.

    Lire la suite
  • FEMTO-Innovation au Salon Européen de la Recherche et de l’Innovation

    FEMTO-Innovation était présent au Salon Européen de la Recherche et de l’Innovation sur le stand de l'association des instituts Carnot les 5, 6 et 7 juin dernier à la Porte de Versailles à Paris (Stand B2 – Hall 5.1).

    Lire la suite
  • FEMTO-Innovation au salon EPMT

    FEMTO-Innovation était présent à la deuxième édition du salon EMPT qui s'est tenu à Lausanne du 3 au 6 juin 2008 dernier et qui a réuni plus d'une centaine d'acteurs impliqués dans les domaines d'application des micro et nanotechnologies.

    Lire la suite

Pages