Institut des Sciences Moléculaires d’Orsay - UMR 8214

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Nanophysics@Surfaces (Nanophys)

The Nanophysics@Surfaces group studies the optical, electrical, structural and dynamical properties of atoms, molecules and nano-objects using photons, electrons, atoms and numerical methods.

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Nanophysique et Surfaces

Above, from left to right : E. Laurent , C. P. Sonny Tsotezem, A. Ouvrard, E. D’Andria, Z. Hufschmitt, N. Sauvage
In front : E. Boer-Duchemin, A. Hewail, A. Mukherjee, Y. Sgard, H. Khemliche, T. Montlouis-Félicité, S. Le Moal, E. Le Moal, W. Zheng, O. Turboult
Absent : F. Aguillon, A-R. Allouche, A. Borissov, S. Carrez, G. Dujardin, D-C. Marinica, A. Momeni, G. Raseev, D. Riedel, E.-M. Staicu-Casagrande

Research

Scanning Probe Nano-optics

The study of nano-optics involves the ability to confine and manipulate light at the nanoscale, despite the well-known “diffraction limit”.

The specificity of our group is that we use inelastic tunneling electrons to locally and electrically excite surface plasmon polaritons or excitons in nano-objects and theoretically include quantum effects in the modeling of such systems. The tunneling junction giving rise to the excitation is most often the one found between the tip of a scanning tunneling microscope (STM) tip and the sample, but may also be the integrated nano-junction of a device. In particular we focus on plasmonic and excitonic systems, but we also contribute experimentally and theoretically to the development of STM-induced luminescence spectroscopy of individual molecules (in an STM at low temperature under ultra-high vacuum).

Ultrafast Dynamics

Cette thématique porte sur des processus ultra-rapides (de l’attoseconde jusqu’à la nanoseconde) dans des atomes, molécules, nanostructures plasmoniques ou des systèmes hybrides associant molécules et nanoparticules. Le but est de comprendre la dynamique électronique et/ou vibrationnelle en présence d’une excitation optique intense, pour, à terme, contrôler des processus impliquant le transfert de charge et/ou d’énergie.

Pour cela, nous utilisons des méthodes théoriques de dynamique quantique et des méthodes expérimentales de spectroscopie non-linéaire de type pompe-sonde.

Ultrathin films & Nanostructuring

Cette thématique s’intéresse aux mécanismes de croissance par dépôt sous vide de couches ultra-minces et de surfaces nanostructurées, ainsi qu’à leurs propriétés structurales et le lien avec les propriétés optiques et électroniques. Il peut s’agir de matériaux inorganiques, organiques ou hybrides auto-assemblées ou épitaxiées sur des surfaces métalliques ou des couches isolantes.

Nous combinons des techniques instrumentales de diffraction d’atomes et d’électrons, microscopie à sondes locales et spectroscopies optiques.

Molecular Nanodevices

L’axe Nano-dispositifs moléculaires vise la formations de dispositifs moléculaires ou atomiques modèles destinés à l’étude de processus fondamentaux en physico-chimie, optique ou magnétisme. Il s’appuie sur notre capacité à assembler et décrire les propriétés et fonctions de dispositifs formés de quelques atomes ou molécules sous la jonction tunnel d’un microscope à effet tunnel à basse température.

Les processus de transfert de charge, de transport électronique ou d’interaction quantiques sont principalement abordés dans cet axe.

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