Synchroniser les électrons pour les capteurs
La résonance plasmonique de surface (SPR) est un outil de biodétection relativement nouveau, qui permet de mesurer les interactions biomoléculaires en temps réel sans avoir recours à des étiquettes ou colorants. La résonance fait référence aux oscillations synchronisées des électrons libres (plasmons de surface) à leur fréquence d'oscillation naturelle quand ils sont stimulés par la lumière à la même fréquence de résonance (naturelle). Cette résonance entraîne l'absorption de la lumière. En modifiant l'angle d'incidence et d'autres paramètres, il est possible d'obtenir des informations importantes sur les changements moléculaires tels que ceux qui se produisent quand une molécule s'attache à une autre. La manipulation des atomes et molécules permet de contrôler la nanostructure (une structure à très, très petite échelle) des matériaux. Les scientifiques s'appuient sur le concept de la SPR, un phénomène optique, en associant des éléments magnéto-optiques (MO) et plasmoniques. Les nouveaux matériaux, dont la fonctionnalité est adaptée à l'échelle nanoscopique, permettront un réglage actif de la réaction optique en appliquant un champ magnétique, chose qui n'était pas réalisable avec des matériaux conventionnels. Dans le cadre du projet Nanomagma («Nanostructured active magneto-plasmonic materials») financé par l'UE, des scientifiques ont eu l'opportunité d'étudier le couplage des propriétés magnétiques, plasmoniques et optiques. Afin de poursuivre ses objectifs de recherche, le consortium a développé des outils théoriques pour une modélisation magnéto-plasmonique (MP) et un microscope optique capable de fonctionner dans des champs magnétiques. Ils ont fabriqué de nouvelles structures MP présentant une activité MO considérablement améliorée en association avec une SPR induite. Après avoir fait la lumière sur le mécanisme du couplage, les scientifiques ont conçu et mis au point deux nouveaux biocapteurs SPR avec des éléments MO. Les prototypes de biocapteur à résonance magnéto-plasmonique de surface (SMPR - surface magneto-plasmon resonance) ont révélé une meilleure activité de biodétection et de détection des gaz. Les scientifiques ont également identifié des applications dans les longueurs d'onde typiques des communications concernant les circuits photoniques intégrés. Les capteurs devraient avoir un impact important sur la sécurité alimentaire et la santé. Les unités portables permettent d'effectuer sur place une analyse rapide et économiquement rentable de la qualité des aliments avant de les cuisiner, par exemple dans les établissements scolaires et les hôpitaux. Les applications photoniques devraient se révéler particulièrement appropriées à l'électronique intégrée et compacte étant donné que la photonique est en bonne voie pour fusionner avec la technologie CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) conventionnelle dans les années à venir. La dernière phase du projet sera dédiée aux activités de diffusion.
