EBBESEN THOMAS (1954- )

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Des nanotubes de carbone aux interactions lumière-matière

Chez NEC, Thomas Ebbesen fera une grande découverte : la transmission extraordinaire optique. Alors qu’il travaille sur les nanotubes de carbone et les fullerènes, il lit un article du physicien français Serge Haroche, futur médaille d’or du CNRS en 2009 et futur Prix Nobel de physique en 2012, qui traite de l’électrodynamique quantique en cavité, c’est-à-dire de l’étude, dans une boîte fermée constituée de deux miroirs métalliques qui se font face, de quelques atomes et quelques photons afin de comprendre comment la matière et la lumière interagissent en obéissant aux lois de la physique quantique pour en éclairer ainsi les fondements. Intrigué par cette discipline, il décide d’initier en 1989 des travaux qui permettront par la suite de comprendre le phénomène de transmission extraordinaire de la lumière. En manipulant des plaques métalliques percées d’un réseau régulier de petits trous de 300 nanomètres de diamètre – une taille bien inférieure à celle de la longueur d’onde de la lumière visible (400-700 nm) –, lui et ses collègues s’aperçoivent avec surprise que la lumière peut passer au travers alors qu’on supposait à l’époque qu’elle ne pouvait emprunter des ouvertures de taille inférieure à sa propre longueur d’onde (taille dite sub-longueur d’onde). Ce n’est qu’en 1998 qu’il parvient à démontrer que les plasmons de surface, résultant de l’interaction résonante entre les ondes lumineuses et les électrons libres présents à la surface du métal, se propagent, à la manière de vaguelettes à la surface de l’eau, au voisinage de ces trous de taille sub-longueur d’onde qui agissent alors comme une sorte d’entonnoir à photons. Et la quantité de lumière qui passe à travers le réseau de trous est bien plus importante que celle qui passerait à travers l’ensemble des trous isolés. L’expl [...]


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Écrit par :

  • : doctorant à l'Institut de science et d'ingénierie supramoléculaires de l'université de Strasbourg

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Lucas LETHUILLIER, « EBBESEN THOMAS (1954- ) », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 septembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/thomas-ebbesen/