Pour révéler la présence des espèces chimiques qu’ils recherchent, certains capteurs biologiques nanométriques utilisent les propriétés optiques de nanocristaux semi-conducteurs.


Par exemple, en confinant des charges électriques au cœur de nanocristaux, les scientifiques forment des "boîtes quantiques" dont l’émission lumineuse se modifie de manière ciblée en fonction des substances chimiques détectées. L’environnement chimique module ainsi les propriétés optiques fondamentales de ces nanostructures quantiques. À l’inverse, l’énergie confinée dans ces boîtes peut aussi être directement transférée à leur environnement. C’est ce que viennent de démontrer des chercheurs du Laboratoire de Chimie Physique (CNRS/Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay), en collaboration avec l’Université de Liège et le Laboratoire de réactivité de surface (CNRS/Sorbonne Université).

Ils ont ainsi éclairé par une lumière intense de telles boîtes quantiques sur lesquelles étaient greffées de petites molécules. En utilisant une technique de spectroscopie particulière , ils ont observé que l’énergie cédée par les boîtes quantiques amplifiait les mouvements vibratoires des molécules greffées, ce qui permet de détecter ces dernières même si elles sont optiquement inactives (elles ne réagissent pas directement à la lumière).

Cette observation, qui concorde avec les prédictions du modèle physique développé dans cette étude, a été publiée dans la revue Communications Chemistry.


Références publication:
T. Noblet, L. Dreesen, S. Boujday, C. Méthivier, B. Busson, A. Tadjeddine et C. Humbert
Semiconductor quantum dots reveal dipolar coupling from exciton to ligand vibration
Communications Chemistry – Novembre 2018
DOI: 10.1038/s42004-018-0079-y

Contacts chercheur:
Christophe Humbert, LCP UMR8000, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay