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Matériaux pour l’optique et l’optoélectronique

Matériaux pour l’optique et l’optoélectronique

Dominique Berling

L’équipe Photon développe des matériaux innovants, qui peuvent être manipulés grâce à des procédés photo-assistés (comme la photolithographie) sur une large gamme de longueurs d’onde, allant du nanomètre (nm) au centimètre (cm). Ces matériaux sont principalement destinés à des applications dans les domaines de l’optique, de l’optoélectronique et du magnétisme.

Nos matériaux appartiennent à diverses catégories, telles que les polymères, les matériaux sol-gel et les nanocomposites.

Ces matériaux sont utilisés dans plusieurs configurations, telles que :

• Les micropointes au bout de fibres optiques
• Les couches minces optiques
• Les guides d’onde
• Les réseaux de diffraction

Magnéto-optique :

Les propriétés magnéto-optiques des couches minces sont dictées par leur réponse à un champ magnétique appliqué, ce qui modifie leurs caractéristiques optiques, notamment l’état de polarisation de la lumière. Ces propriétés sont souvent caractérisées par des phénomènes comme l’effet Kerr magnéto-optique (MOKE) ou l’effet Faraday, qui décrivent la modification de l’état de polarisation et/ou la variation de l’intensité de la lumière respectivement réfléchie ou transmise sous l’effet d’un champ magnétique.
Ces effets sont exploités dans divers domaines, tels que le stockage de données (disques magnéto-optiques), la détection de champs magnétiques extrêmement faibles, la spintronique, ou encore les dispositifs photoniques avancés.

Dans notre équipe, nous proposons des solutions pour fabriquer des couches minces possédant des propriétés magnéto-optiques par des méthodes photolithographiques. Cela nous permet de structurer ces matériaux à des échelles adaptées à des phénomènes de résonance aux longueurs d’onde caractéristiques de la photonique.

Publications
  • Noel, L. ; Khitous, A. ; Molinaro, C. ; Zan, H.-W. ; Berling, D. ; Grasset, F. ; Soppera, O. Laser Direct Writing of Crystallized TiO2 by Photothermal Effect Induced by Gold Nanoparticles. Advanced Materials Technologies 2024, 9 (1), 2300407.  DOI : 10.1002/admt.202300407.
  • Kirscher, Q. ; Hajjar-Garreau, S. ; Grasset, F. ; Berling, D. ; Soppera, O. Deep-UV laser direct writing of photoluminescent ZnO submicron patterns : an example of nanoarchitectonics concept. Science and Technology of Advanced Materials 2022, 23 (1), 535-546.  DOI : 10.1080/14686996.2022.2116294
  • Khitous, A. ; Lin, C.-F. ; Kameche, F. ; Zan, H.-W. ; Malval, J.-P. ; Berling, D. ; Soppera, O. Plasmonic Au Nanoparticle Arrays for Monitoring Photopolymerization at the Nanoscale. ACS Applied Nano Materials 2021, 4 (9), 8770-8780. DOI : 10.1021/acsanm.1c01377
  • Bidaud, C. ; Berling, D. ; Jamon, D. ; Gamet, E. ; Neveu, S. ; Royer, F. ; Soppera, O. Photocrosslinking and photopatterning of magneto-optical nanocomposite sol-gel thin film under deep-UV irradiation. SCIENTIFIC REPORTS 2021, 11 (1). DOI : 10.1038/s41598-021-84376-6
  • Bidaud, C. ; Gamet, E. ; Jamon, D. ; Vidal, L. ; Neveu, S. ; Soppera, O. ; Royer, F. ; Berling, D. Deep-UV Lithography of Nanocomposite Thin Films into Magnetooptical Gratings with Submicron Periodicity. CHEMPHOTOCHEM 2020, 4 (12), 5355-5363. DOI : 10.1002/cptc.202000048