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Refroidissement dun nanodisque dor individuel

Faits marquants

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le 9 septembre 2020 /

Romain Rouxel, Michele Diego, Fabio Medeghini, Paolo Maioli, Fabrice Valle, Francesco Banfi, Aurlien Crut et Natalia Del Fatti (quipe FemtoNanoOptics), en collaboration avec un collgue de Pise, ont publi un article intitul "Ultrafast thermo-optical dynamics of a single metal nano-object" dans la revue Journal of Physical Chemistry C.

lors que les lois régissant les échanges thermiques à l’échelle macroscopique sont bien maîtrisées depuis le XIXème siècle, la propagation de la chaleur à l’échelle nanométrique suscite toujours de multiples interrogations fondamentales. Elle est plus complexe, du fait du rôle accru joué par les interfaces et de son caractère potentiellement non-diffusif. Elle joue de plus un rôle crucial dans de nombreuses applications, par exemple en électronique où un refroidissement efficace des composants nanométriques utilisés est absolument requis pour éviter leur endommagement. Dans ce contexte, les chercheurs de l’ILM sont parvenus à étudier le refroidissement d’un nanodisque d’or individuel, lithographié sur un substrat de saphir. Ils ont pour cela employé une approche expérimentale de spectroscopie optique résolue en temps de type pompe-sonde couplée à un microscope à modulation spatiale. L’utilisation d’impulsions laser ultrabrèves permet d’échauffer subitement le nanodisque étudié et de suivre son refroidissement sur des durées de l’ordre de la nanoseconde. L’originalité principale de cette étude est liée à la réalisation de telles expériences à l’échelle du nano-objet individuel, plutôt que sur un grand nombre de nanoparticules à la fois, ce qui permet d’obtenir des informations plus fines et quantitatives. Les mesures effectuées ont notamment montré que la cinétique de refroidissement des nanodisques dépendait principalement de leur épaisseur et peu de leur diamètre. De plus, leur comparaison à des modélisations numériques a également démontré que cette cinétique était déterminée par la résistance thermique à l’interface entre le nanodisque et son substrat, et que celle-ci variait peu d’un nanodisque à l’autre.

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