Serge Berthier, Julie Boulenguez
Institut des NanoSciences de Paris (INSP), Université Pierre et Marie Curie, Paris

résumé
Structures photoniques naturelles. Propriétés, caractérisation, modélisation
Les cristaux photoniques, qui permettent de manipuler la lumière, sont la clé de la photonique, appelée à remplacer l’électronique dans notre quotidien. On se heurte cependant actuellement à d’importants problèmes d’élaboration de ces structures, en particulier les structures tridimensionnelles. La nature cependant nous en offre en quantité, ce qui permet d’en étudier les propriétés, de les extrapoler à d’autres matériaux via la modélisation, et même, depuis peu, d’en réaliser des répliques. Dans ce cours nous nous proposons tout d’abord de présenter quelques unes de ces structures, remarquables par les effets optiques et colorés qu’elles génèrent. On peut distinguer trois grande caractéristiques fondamentales de ces structures : (1) Elles sont multi échelles, et les effets colorés sont créés à différents niveaux. (2) Elles sont plus ou moins bien ordonnées, et chaque échelle présente un désordre caractéristique qui influe sur les propriétés colorimétriques. (3) Et enfin elles sont robustes et multifonctionnelles.

Nous présenterons succinctement les techniques de caractérisation, optiques ou structurales, qui permettent l’étude sélective des effets générés à une échelle donnée. Nous terminerons par un panorama des approches théoriques permettant la modélisation des propriétés optiques de ces structures, en précisant chaque fois la taille du domaine modélisé et la possibilité de prise en compte du désordre.