Soutenance de thèse de Clément Reynaud - 08/07/2019 - Nanoantennes Rectifiantes pour la Conversion de Lumière en électricité
Annonce de soutenance de thèse
M. Clément Reynaud
Nanoantennes Rectifiantes pour la Conversion de Lumière en électricité
Lundi 8 juillet 2019 à 14h00 - Polytech Marseille - Campus de Saint Jérôme
Composition du jury:
Dr. Antoine Moreau - Université de Clermont-Auvergne - Rapporteur
Pr. Dominique Vuillaume - Institut d’Electronique, de Micro-Electronique et de Nanotechnologies - Rapporteur
Pr. Raphaël Clerc - Institut d’Optique Graduate School - Examinateur
Pr. Isabelle Ledoux - Ecole Normale Supérieure Cachan - Examinatrice
Pr. Ludovic Escoubas - Université Aix-Marseille - Examinateur
Dr. David Duché - Université Aix-Marseille - Co-Encadrant de Thèse
Pr. Jean-Jacques Simon - Université Aix-Marseille - Directeur de Thèse
Résumé:
Depuis les travaux d'Einstein et de De Broglie au début du XXème siècle, il est admis que la lumière peut être décrite à la fois comme une onde ou comme un ensemble de particules appelées photons. La production d'énergie solaire et la détection de la lumière reposent aujourd'hui sur l'effet photovoltaïque qui exploite la description corpusculaire. Pour explorer une autre voie de transformation de lumière en électricité, le concept d'antenne rectifiante exploite cette fois la nature ondulatoire de la lumière. En tant qu'onde électromagnétique, la lumière peut être absorbée par une antenne à l'instar d'une onde radio. Les premiers arguments théoriques sur ce principe remontent à la fin des années soixante, mais ce n'est que depuis une dizaine d'années que les tentatives de réalisation expérimentale d'antennes rectifiantes pour les fréquences du visible et du proche infrarouge voient le jour grâce aux progrès des méthodes de nanofabrication. L'objet de cette thèse est de proposer une conception innovante de nano-antennes rectifiantes qui réponde aux deux verrous technologiques principaux que sont la fabrication d'antennes à l'échelle nanométrique et la rectification du courant alternatif térahertz qui s'y établit lorsque la lumière y est absorbée. Cette proposition est accompagnée d'une étude théorique optique dont l'objectif est de fournir une compréhension fine de l'interaction lumière-matière dans les structures étudiées. La fabrication et la caractérisation de nano-antennes à partir de nanoparticules en solution colloïdales est ensuite détaillée et comparée aux modèles théoriques. Enfin, l'étude d'une diode moléculaire synthétisée sur mesure présente une solution pour combiner des propriétés mécaniques de greffage de nanoparticules et des propriétés électroniques de rectification à haute fréquence. L'approche multidisciplinaire de ce travail qui combine nanophotonique et électronique moléculaire ouvre une nouvelle perspective pour la réalisation d'un dispositif de conversion de lumière en électricité fondamentalement innovant.
