Projet de fin d'étude : Etude des propriétés diélectriques et optiques des nanoparticules d'or sphérique par la Méthode des éléments finis

Etudiant : BOUBKEUR HAJAR

Filière : Master Physique des Nouveaux Matériaux et Energies Renouvelables (PNOMER)

Encadrant : Pr. MASROUR RACHID

Annèe : 2025

Résumé : L’avènement des nanotechnologies a profondément transformé de nombreux domaines scientifiques grâce aux propriétés physico-chimiques uniques des nanoparticules métalliques, en particulier celles à base de métaux nobles comme l’or. Ces nanoparticules d’or (AuNPs) suscitent un intérêt croissant dans diverses applications, notamment en optoélectronique, capteurs et biomédecine, grâce à leur résonance plasmonique de surface (LSPR) caractéristique. Cette résonance confère à ces nanostructures des propriétés optiques remarquables, permettant des interactions contrôlées avec la lumière à l’échelle nanométrique. Dans ce travail, nous avons étudié les propriétés diélectriques et optiques d’une nanoparticule sphérique d’or intégrée dans différents milieux diélectriques, en mettant l’accent sur l’influence de l’indice de réfraction du milieu environnant et de la fraction volumique sur la position et l’amplitude du pic de résonance plasmonique. La modélisation a été réalisée à l’aide de la méthode des éléments finis (MEF), couplée à un modèle physique rigoureux de Drude à deux points critiques pour la permittivité de l’or. Les résultats numériques obtenus montrent que la position spectrale de la résonance plasmonique subit un décalage important vers le rouge (redshift) lorsque l’indice de réfraction du milieu augmente, tandis que la variation de la fraction volumique modifie significativement l’intensité du pic de résonance. Ces phénomènes confirment la sensibilité extrême des nanoparticules à leur environnement, soulignant leur potentiel pour des applications en détection optique et nanomédecine. Ce travail ouvre ainsi la voie à l’optimisation des propriétés plasmoniques des nanoparticules métalliques via la modélisation numérique, pour répondre aux besoins spécifiques des dispositifs nanotechnologiques avancés.