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Sonder l’interaction entre un nano-émetteur unique et une monocouche de graphène

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Sonder l’interaction entre un nano-émetteur unique et une monocouche de graphène

Des physicien•ne•s ont mesuré l’interaction entre un nanocristal individuel et un monofeuillet de graphène et déterminé comment cette interaction dépend de la distance entre cet émetteur et le graphène.

 

La proximité d’une interface modifie de manière conséquente l’émission lumineuse d’un système quantique tel un atome, une molécule, un nanocristal ou une nanoplaquette. L’origine est à chercher à la fois du côté des mécanismes génériques associés à l’interaction entre le système quantique et la surface, mais aussi de leurs propriétés spécifiques : structure électronique, niveaux d’énergie, etc. À ce titre, le graphène, qui est un système semi-métallique rigoureusement bidimensionnel, se prête particulièrement bien à des transferts d’énergie efficaces.

 

Des physiciens de l’institut de physique et chimie des matériaux de Strasbourg (IPCMS, CNRS/université de Strasbourg), en collaboration avec une équipe du laboratoire de physique et d’étude des matériaux (LPEM, CNRS/ESPCI Paristech, UPMC) et un groupe de l’institut coréen de recherche en technologie chimique (KRICT), viennent de mesurer pour la première fois la dépendance en distance du taux de transfert d’énergie entre une nanostructure semi-conductrice individuelle et une monocouche de graphène. Les chercheurs ont observé un transfert d’énergie dépassant les 95% lorsque le nano-émetteur est en contact direct avec le graphène et montré que la dépendance du taux de transfert vis-à-vis de la distance donneur-accepteur peut être utilisée pour des mesures quantitatives de distances nanométriques. Ces travaux sont publiés dans la revue Nano Letters. Lire l’intégralité de l’article sur le site de l’INP du CNRSNouvelle fenêtre.

 

(a) Schéma de principe du transfert d’énergie en un nano-émetteur et une moncouche de graphène. Les flèches illustrent les différentes excitations électroniques possibles à l’issue du transfert d’énergie vers le graphène. (b) Image du signal de luminescence issu de nanoplaquettes de CdSe/CdS/ZnS directement déposées sur un échantillon contenant une monocouche de graphène (aire pointillée). L’émission des nanoplaquettes adsorbées sur le graphène est très fortement inhibée. (c) Taux de déclin de luminescence (chaque point est une moyenne statistique obtenue sur une trentaine de plaquettes uniques) en fonction de l’épaisseur de l’espaceur diélectrique de MgO. Un schéma de l’échantillon est représenté en insert. D. R.

 

Pour en savoir plus :

Référence :

Distance Dependence of the Energy Transfer Rate from a Single Semiconductor Nanostructure to Graphene. F. Federspiel, G. Froehlicher, M. Nasilowski, S. Pedetti, A. Mahmood, B. Doudin, S. Park, J.-O Lee, D. Halley, B. Dubertret, P. Gilliot, S. Berciaud, Nano Letters 15, 1252 (2015). Retrouver l’article sur la base d’archives ouvertes arXiv

 

Institut de physique et chimie des matériaux de Strasbourg (IPCMS)Nouvelle fenêtre

 

Laboratoire de physique et d’étude des matériaux (LPEM)Nouvelle fenêtre

 

Advanced Materials DivisionNouvelle fenêtre, KoreaResearch Institute of Chemical Technology

 

 



15/04/15