Diagnostic des propriétés optiques et structuration moléculaire photoïnduite

(R. Barillé, B. Sahraoui, S. Dabos-Seignon, D. Gindre)

Dans ce second axe d’activités, nous développons de nouveaux procédés de stockage optique d’information dans des polymères, à l’aide des propriétés de désorientation photoassistée d’azobenzènes (figure a ci-contre). Ces procédés ont pour objectif la cartographie à haute résolution de la susceptibilité non linéaire d’ordre 2 des matériaux, que nous réalisons par des expériences d’imagerie femtoseconde par microscopie de génération du second harmonique (SHG).

C’est une technique nouvelle, particulièrement efficace, qui permet par un contrôle optique du taux de dimérisation de molécules de restituer des images encodées à l’échelle nanométrique. Ce procédé, qui devient ainsi un moyen de marquage très difficilement détectable, fait actuellement l’objet du dépôt d’un brevet par le CNRS intitulé "Support d'enregistrement réversible par stockage optique d'informations, procédé d'enregistrement réversible sur un tel support".

Sur un autre registre, nous réalisons des expériences de microscopie à force atomique pour caractériser la morphologie de surfaces, dans le but notamment de développer des composants électroniques à base de polymères et de composés organiques ou encore de développer de nouveaux matériaux pour l’optique non linéaire (ONL). En parallèle, nous réalisons des recherches, notamment sur le plan expérimental, à partir de molécules « photo-contrôlables » telles les azobenzènes dans le but d’activer et de comprendre les mécanismes de modification de surface ou la structuration de films minces. Un résumé vulgarisé de cette activité a été publié dans le N° 378 de « Pour la Science », avril 2009 (voir figure ci-contre). Parmi nos résultats les plus marquants, nous avons rapporté la preuve de la faisabilité du processus dit de structuration spontanée de la surface d’un film mince azopolymère à structuration spontanée de la surface d’un film mince azopolymère à l’aide d’un unique faisceau laser, ou encore nous avons créé le nouveau concept de neuro-photonique, concept qui repose sur des propriétés étonnantes que possède chaque micro-réseau auto-organisé, à savoir la possibilité de l’effacer puis de le reconfigurer.

Enfin, plusieurs de nos travaux intéressent le diagnostic, la fonctionnalisation et les caractérisations de composées spécifiques en vue d'applications dans des dispositifs optoélectroniques. Il s’agit d’abord d’étudier, dans des matériaux spécifiques hautement polarisables et filmogènes, les propriétés ONL d’ordres 2 et 3, puis d’en déterminer la dynamique des structurations photo-induites en surface ou en volume. A titre d’exemple, nous avons montré récemment les potentialités qu’a l’ADN modifié à des fins holographiques (« Nature Photonics », Research Highlights, 2, 6-7, (2008), voir figure ci-contre), ou encore démontré la possibilité de réaliser des mémoires optiques par activation thermique d’une commutation moléculaire.