Obtention des couleurs des modes de résonance dans les structures nanophotoniques : cas des plaques nanométriques d’or et des nanosphères de silicium

Wang Jing ,  

Li Jincheng ,  

Zhu Hongjia ,  

Liu Pu ,  

Shao Lei ,  

Chen Huanjun ,  

摘要

Cet article étudie les plaques nanométriques d’or (Au NPs) en tant que résonateurs plasmoniques et les nanosphères de silicium (Si NSs) en tant que résonateurs diélectriques, en établissant une méthode systématique pour obtenir et visualiser les couleurs correspondant à leurs modes de résonance. Tout d’abord, les Au NPs sont synthétisées par oxydation anisotrope en chimie humide. Ensuite, les Si NSs sont préparées par ablation laser nanoseconde en milieu liquide. Enfin, les spectres de diffusion en champ sombre de particules uniques sont combinés à un cadre de conversion quantitative basé sur l’espace colorimétrique CIE 1931, permettant un contrôle précis de la résonance des Au NPs et Si NSs dans la gamme spectrale visible (454~769 nm). Le spectre de diffusion d’une nanoparticule est acquis et converti selon la norme ASTM E308 en valeurs trichromatiques CIE et en couleurs sRGB. Les résultats montrent que les nanosphères de silicium présentent une large résonance de Mie générant une diversité de couleurs, tandis que les nanoparticules d’or supportent une résonance plasmonique étroite donnant des couleurs hautement saturées. Ce travail établit un cadre universel reliant la résonance à l’échelle nanométrique à la perception macroscopique des couleurs, fournissant des directives pour la conception de nanostructures destinées à l’affichage, à l’imagerie et aux capteurs.

关键词

nanophotonique;couleur structurelle;résonance plasmonique;résonance de Mie;diffusion en champ sombre;mesure colorimétrique;plaques nanométriques d’or;nanosphères de silicium

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