Surface plasmon on toroidal metal particles
Plasmon de surface de particules métalliques toroïdales
Résumé
This thesis deals with the optical properties of small metal torii. A method of resolution of the equation of Laplace in toroidal coordinates is introduced and the radiative properties of the metal toric nanoparticules are studied within the electrostatic framework. The study on the eigenmodes spatial distribution suggests that metal nanotorus can carry a non-zero magnetic dipole moment at optical frequencies. Analytical expressions for the extinction and scattering cross sections of the torus are also found and compared with numerical simulations and experimental results obtained with collaborations. The sensitivity of the plasmon frequency to the refraction index of the external medium and to the form factor is highlighted.
Ce travail de thèse est consacré aux propriétés optiques de nanoparticules métalliques toroïdales. Le développement d'une méthode de résolution de l'équation de Laplace en coordonnées toroïdales permet d'analyser les propriétés radiatives des nanoparticules toriques métalliques dans le cadre de l'électrostatique. L'étude sur la distribution spatiale des modes propres suggère que des nanotores métalliques peuvent soutenir un moment dipolaire magnétique tout en annulant la valeur du moment dipolaire électrique au fréquences optiques. Les expressions analytiques des sections efficaces de diffusion et d'extinction du tore sont également trouvées et comparées à des simulations numériques et des résultats expérimentaux obtenus dans le cadre de collaborations. La sensibilité de la fréquence de résonance plasmon à l'indice de réfraction du milieu extérieur ainsi qu'au facteur de forme est mis en évidence.
Domaines
Physique mathématique [math-ph]
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