Plasmonique et bioapplications : fondamentaux

Compétences requises

Propagation des ondes électromagnétiques.

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Bases in optics and electromagnetics.

Compétences visées

Introduire les plasmons de surface et les plasmons localisés. Présenter les techniques d’excitation des plasmons. Présenter les fondements pour comprendre et faire de la Physique plasmonique.
Savoir analyser, manipuler et concevoir les dispositifs à plasmons de surface.

À l'issue de cet enseignement, l'étudiant aura acquis les connaissances nécessaires pour contrôler le plasmon ; il sera formé pour faire des recherches en Physique plasmonique ou pour concevoir des dispositifs plasmoniques.

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To provide mathematical tools and physical understanding of plasmon based phenomena.

The student should have an overview of what could be done to control plasmons. He/she should be ready to either carry investigations on plasmonic physics or to be familiar enough with plasmons to engineer plasmonic devices.

Syllabus

Historique. Optique des métaux. Modèle de Drude. Transition intra/interbande. Validité du modèle de  Drude. Interfaces métalliques. Ondes évanescentes. Excitation/résonance. Expérience d’Otto. Expérience de Kretschmann-Raether. Résonance du plasmon de surface. Plasmons localisés. Nanoparticules. Résonance de Froehly.

1. Historique et introduction. 
2. Ondes dans le milieu métallique : modèle de Drude, propagation d'ondes, conditions de passage aux interfaces. 
3. Effets de surface : polarisation, ondes se propageant parallèlement aux interfaces, plasmons propagatifs, plasmons localisés, résonance plasmonique.
4. Nanoparticules métalliques : transmission, réflexion, absorption, plasmons de volume.
5. Applications : biocapteurs plasmoniques.

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Historical background. Optics of metals. Drude model. Intra/interband transition. Validity of Drude model. Metallic interfaces. Evanescent waves. Excitation/resonance. Otto experiment. Kretschman-Raether experiment. SPR. Localized plasmons. Nanoparticules. Froehly resonance.

1. Historical background, introduction. 
2. Waves in metals: Drude model, propagation, crossing conditions at interfaces. 
3. Surface effects: polarization, waves propagating along interfaces, propagative plasmons, localized plasmons, resonance.
4. Metallic nanoparticules: transmission, reflection, absorption, volume plasmons.
5. Applications : plasmonic biosensors.

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