Synthèse et modélisation des propriétés optiques de nanoparticules d'alliage or-argent et leur application en imagerie hyperspectrale

Les nanoparticules (NPs) métalliques représentent un domaine de recherche en pleine effervescence depuis quelques dizaines d‘années. Parmi celles-ci, les NPs plasmoniques, qui sont composées de métaux nobles tels l‘or et l‘argent, sont parmi les plus connues et possèdent des propriétés optiques extraordinaires. Leur capacité à fortement absorber et diffuser la lumière dans le visible sur une bande de longueurs d‘onde précise leur confère une coloration très intense. De plus, ces structures concentrent fortement la lumière près de leur surface lorsqu‘elles sont sous illumination. Ces propriétés peuvent être mises à profit dans une foule d‘applications allant de l‘imagerie biomédicale à la détection en passant par l‘amélioration de la performance des cellules solaires. Bien que l‘or et l‘argent soient les matériaux les plus couramment utilisés pour les NPs plasmoniques, il est connu depuis longtemps que leurs alliages présentent des propriétés optiques tout aussi intéressantes avec l‘avantage additionnel que leur coloration peut être contrôlée par le ratio or-argent qui compose l‘alliage. Malgré tout, les NPs d‘alliage or-argent sont relativement peu utilisées dans les différentes applications. La principale raison reste probablement le fait que la synthèse de ces NPs avec un bon contrôle de la taille n‘a pas encore été démontrée. De nombreuses applications, notamment en imagerie, nécessitent des NPs qui diffusent fortement la lumière. Or, ce sont les plus grosses particules qui diffusent le plus efficacement la lumière. Les différentes méthodes de synthèse utilisées jusqu‘à maintenant pour produire des NPs d‘alliage or-argent résultent en des particules plus petites que 30 nm ou très polydisperses, les rendant peu attrayantes pour ce type d‘applications. Le potentiel d‘utilisation des NPs d‘alliage or-argent repose donc sur la capacité de les fabriquer avec un diamètre suffisamment grand et avec un bon contrôle de la taille. Il est également important de pouvoir prévoir à l‘avance les propriétés optiques des nanostructures d‘alliages or-argent, permettant de guider le design de ces structures en fonction des propriétés visées. Ceci nécessite toutefois la connaissance de la fonction diélectrique des alliages en fonction de leur composition. Bien que cette fonction diélectrique ait été mesurée expérimentalement à plusieurs reprises, les données tabulées sont souvent limitées à quelques compositions précises et un modèle analytique serait plus intéressant.