Membre
Mathieu Mivelle
On considère généralement que les interactions entre la lumière et la matière sont médiées uniquement par la partie champ électrique de la lumière, en négligeant l’autre composante majeure des ondes électromagnétiques. Ceci est particulièrement pertinent en optique quantique où la composante champ électrique de la lumière se couple au dipôle électrique d’un système quantique. Or, les champs électriques et magnétiques optiques transportent la même quantité d’énergie, ce qui conduit à la conclusion que la moitié des interactions entre la lumière et la matière ne sont ni étudiées ni exploitées.
L’objectif de notre recherche est de développer des nano-antennes optiques innovantes pour adapter les interactions entre la « lumière magnétique » et la matière à l’échelle nanométrique.
Nous concevons théoriquement, nanostructurons physiquement et caractérisons expérimentalement des antennes photoniques qui créent des points chauds de lumière magnétique pure, forte et confinée, et les plaçons de manière déterministe à proximité d’émetteurs quantiques présentant des transitions dipolaires magnétiques, ce qui augmente considérablement les interactions entre la « lumière magnétique » et la matière.
Ce programme de recherche représente un nouveau paradigme dans la compréhension fondamentale des interactions entre la lumière et la matière et ouvrira de nouveaux horizons dans des domaines de recherche aussi divers que la nanotechnologie, la détection, la biologie, l’optique chirale quantique et moléculaire, l’optique non linéaire et nanométrique, la spintronique et les métamatériaux, entre autres.
Collaborations
En France
- Sébastien Bidault, Institut Langevin
- Thierry Gacoin, Ecole Polytechnique
- Michel Mortier, Phillipe Goldner et Alban Ferrier, Chimie ParisTech
- Jérôme Wenger et Nicolas Bonod, Institut Fresnel
A l’international
- Maria Garcia Parajo et Pr Niek van Hulst, ICFO institute, Spain
- Geoffrey Burr, IBM Almaden research centre, USA
- Ulrich Fischer, Munster University, Germany
Financements en cours
- INP tremplin
- ANR JCJC
Publications
- Maria Sanz-Paz, Jérôme Wenger, Niek van Hulst, Mathieu Mivelle, Maria Garcia-Parajo. Nanoscale control of single molecule Förster resonance energy transfer by a scanning photonic nanoantenna. Nanophotonics, Walter de Gruyter, 2020, ⟨10.1515/nanoph-2020-0221⟩. ⟨hal-02934529⟩
- Sébastien Bidault, Mathieu Mivelle, Nicolas Bonod. Dielectric nanoantennas to manipulate solid-state light emission. Journal of Applied Physics, American Institute of Physics, 2019, 126 (9), ⟨10.1063/1.5108641⟩. ⟨hal-02322018⟩
- Nicolas Bonod, Sébastien Bidault, Geoffrey Burr, Mathieu Mivelle. Evolutionary Optimization of All‐Dielectric Magnetic Nanoantennas. Advanced Optical Materials, Wiley, 2019, pp.1900121. ⟨10.1002/adom.201900121⟩. ⟨hal-02109964⟩
- Cyrine Ernandes, Hung-Ju Lin, Michel Mortier, Patrick Gredin, Mathieu Mivelle, et al.. Exploring the Magnetic and Electric Side of Light through Plasmonic Nanocavities. Nano Letters, American Chemical Society, 2018, 18 (8), pp.5098 – 5103. ⟨10.1021/acs.nanolett.8b01956⟩. ⟨hal-01872523⟩
- Maria Sanz-Paz, Cyrine Ernandes, Juan Esparza, Geoffrey Burr, Niek van Hulst, et al.. Enhancing Magnetic Light Emission with All-Dielectric Optical Nanoantennas. Nano Letters, American Chemical Society, 2018, 18 (6), pp.3481-3487. ⟨10.1021/acs.nanolett.8b00548⟩. ⟨hal-01844324⟩
