CNRS/C2N : Photonique Active pour des systèmes moléculaires et biologiques 
Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies - Campus de Marcoussis
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NanoPhotonIQ > Photonique Active pour des systèmes moléculaires et biologiques
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Un premier objectif de l'action Photonique Active pour des systèmes moléculaires et biologiques se concentre sur la réalisation et l'étude des substrats actifs nano-structurés diélectriques [1] ou semi-conductrices (nitrure de gallium-GaN) pour l'excitation localisée de biomolécules (e.g., GFP) . Un deuxième projet s'attaque à la physique de structures nano-plasmoniques couplées à des assemblages moléculaires en régime de gain ou de couplage fort. Il est important de souligner l'intérêt croissant des phénomènes découlant de interaction lumière-matière à l'échelle nanométrique en biophotonique, à la fois pour la détection et l'excitation efficaces des bio-molécules. Parmi ces phénomènes, nous pouvons mentionner l'accélération de la fluorescence (facteur de Purcell), les régimes de couplage fort, et enfin des processus non linéaires tels que bistabilité optique. Ceux-ci ont ont peu d'application dans le domaine de la biophotonique jusqu'ici; les approches les plus souvent utilisés ce sont des technologies "bottom-up", combinant nanoparticules métalliques ou diélectriques et des marqueurs fluorescents. Ici, nous proposons d'exploiter la maturité de la nanotechnologie "top-down" (en particulier les technologies dites "soft" telles que la nanoimpression [2]) afin de répondre aux besoins dans le domaine de l'imagerie optique / excitation à l'échelle nanométrique. Nos collaborations avec des biologistes et chimistes (notamment avec le IJM et le CEA) sont d'une importance capitale dans ce contexte [3].


Microscopie de fluorescence sur substrats nanostructurés

Ce projet vise à la réalisation et l'étude des substrats actifs nano-structurés soit sur des couches minces diélectriques (TiO2, SiN, SiO2, ...) [1] ou semi-conductrices (nitrure de gallium-GaN) pour l'excitation localisée de biomolécules (e.g., GFP) . Des nanostructures plasmoniques ainsi que des hybrides photoniques métallo-diélectriques sont étudiés. Nous utilisons des nanotechnologies "top-down" de fabrication (en particulier les technologies dites "soft" telles que la nanoimpression [2]) afin de répondre aux besoins dans le domaine de l'imagerie optique / excitation à l'échelle nanométrique.

Nanostructures plasmoniques couplées à des fluorophores

Ce projet est mené en collaboration avec le CEA, l'UPMC et l'Univ. Paris 5. Il consiste pour la partie LPN en la conception, la fabrication et la caractérisation de nanostructures métalliques sur des diélectriques et la caractérisation optique de l'amplification de la lumière dans de telles structures efficacement couplées à des fluorophores.

Références :

[1] L. C. Estrada, O. E. Martinez, M. Brunstein, S. Bouchoule, L. Le-Gratiet, A. Talneau, I. Sagnes, P. Monnier, J. A. Levenson, and A. M. Yacomotti, "Small volume excitation and enhancement of dye fluorescence on a 2D photonic crystal surface," Opt. Express 18, 3693-3699 (2010)

[2] A. Cattoni et al, Degassed Assisted Pattering nanolithography and embossing of dense and mesoporous nanocrystalline TiO2 sol-gel derived films, JNTE 2013

[3] M. Coppey’s group, Institut Jacques Monod (IJM, Paris, FRANCE); Laboratoire d'Electronique et nanoPhotonique Organique (LEPO-IRAMIS, CEA-Saclay)



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Puce Membres

Contacts

 Giacomotti Alejandro  (+33) 1 69 63 61 97  
 Barbay Sylvain  (+33) 1 69 63 62 00  
 Belabas Nadia  (+33) 1 69 63 61 81  
 Levenson Juan Ariel  (+33) 1 69 63 61 87  

Et aussi...

 Bouchoule Sophie  (+33) 1 69 63 61 53  
 Cattoni Andrea  (+33) 1 69 63 60 48  

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Publications dans des journaux
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Puce Contrats et projets

    Puce Autres Projets Nationaux

      SAMPLE : Monocouches Supramoléculaires Autoassemblées pour des Sources de Lumière Plasmonique

      Référence de contrat : ANR-13-BS10-0006
      Responsable(s) C2N : Sylvain Barbay, Alejandro Giacomotti, Nadia Belabas, Juan Ariel Levenson
      Principaux objectifs : SAMPLE est un projet exploratoire multidisciplinaire qui consiste en la première réalisation et caractérisation photonique d’un système associant un auto-assemblage de fluorophores couplés optiquement à un guide d'ondes plasmoniques fortement couplées («short range«) ou à un résonateur plasmonique. SAMPLE (2014-2017)

      GANEX : Emetteurs GaN pour l’imagerie biologique : substrats actifs GaN pour l’excitation de biomolécules

      Référence de contrat :
      Responsable(s) C2N : Alejandro Giacomotti
      Principaux objectifs : Emetteurs GaN pour l’imagerie biologique : substrats actifs GaN pour l’excitation de biomolécules (2013-2014)

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Puce Stages passés et en cours

Post-doctorat


  • Architectures supramoléculaires sur métal pour l'exaltation plasmonique de la luminescence

  • J. Bigeon-(2016-02-01 / 2017-01-31)
    Contact : JA. Levenson , S. Barbay , A. Giacomotti
    Groupe : NanoPhotonIQ (NanoPhotonIQ)


    En savoir plus
    In recent years, the physics and applications of plasmonic waves interacting with quantum emitters has become a hot topic in nanophotonics. In particular, the coupling between a highly confined plasmonic waveguide and an optically active medium, such as an organic-dye assembly, has attracted much attention since it may offer the possibility to overcome propagation losses and possibly reach lasing (the so-called SPASER). The SAMPLE project, granted by the French national agency ANR, is an exploratory multidisciplinary project which aims at the first realization and optical investigation of self-assembled arrays of dyes strongly coupled to a plasmonic waveguide or resonator. The project gathers three teams who have a great and complementary expertise in the physics and synthesis of self-assembled emitters (UPMC), in plasmonics (CEA) and in nanophotonics (LPN). The post-doc candidate will work at the LPN. He/she will take care of the nanofabrication and characterization of the samples and will conduct their optical and physical study, in strong interaction with the other SAMPLE partners. We are seeking a strongly motivated candidate with experience in nanofabrication techniques for nanophotonics and plasmonics. Expertise on graphene, strong coupling and/or nanolasers will be appreciated. The successful candidate will have to take an active part in the project, be organized, independent and with good communication skills. The position is open from now on and with an expected duration of at least 12 months up to 18 months. Salary depends on the past experience and will be between 50-60k€ per year (gross amount). The Laboratoire de Photonique et de Nanostructures (LPN) is a fully-owned unit of the Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) located in Marcoussis, south of Paris. The LPN is one of the 6 large technological facilities of the French national nanofabrication network Renatech and hosts a clean room mostly dedicated to the processing of III-V materials and metallic structures, with all the state-of-the-art equipment for nanofabrication (e-beam and optical lithography, MOCVD and MBE epitaxy, dry etching (ICP, RIE), metal and dielectric deposits (thick layer to atomic layer deposition), …). LPN research activities in nanosciences and nanotechnology span the fields of quantum and nonlinear photonics, nanoelectronics, material sciences and device physics. The successful candidate will work in the Nanophotoniq team.
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