Note ABES Nanostructures périodiques induisant des états d'interface Tamm plasmoniques pour des applications en détection optique Periodic Nanostructures Inducing Plasmonic Tamm Interface States for Optical Sensing Applications Plasmonique Eléments finis Photonique Matériaux poreux Nanoparticules Capteur Sensor Plasmonic Nanoparticles Porous materials Photonic Elements fines Plasmons Tamm Photonique Capteurs optiques Nanoparticules d'or Matériaux poreux Méthode des éléments finis Réseau de Bragg Les modes de Tamm plasmoniques (TP), états électromagnétiques localisés à l'inter- face entre un réseau de Bragg unidimensionnel et une couche métallique, se distinguent par un facteur de qualité élevé, nettement supérieur à celui des plasmons de surface. Cette caractéristique en fait des candidats intéressants pour des applications en détection optique. Cependant, dans les structures conventionnelles, l'analyte n'a pas un accès direct à la zone de confinement du champ électromagnétique, ce qui limite leur efficacité.Cette thèse vise à optimiser l'utilisation des TP dans des capteurs optiques, en com- binant simulations numériques et validations expérimentales. Une première approche consiste à introduire un réseau métallique nanostructuré, qui permet l'apparition de deux types de modes : un mode air, plus accessible à l'analyte, et un mode métal. L'introduction de matériaux poreux dans la dernière couche du réseau de Bragg permet d'accroître la sensibilité, avec un gain pouvant atteindre un facteur 10.Pour éviter que la présence de l'analyte ne perturbe le chemin optique, une excitation par la face inférieure a été démontrée expérimentalement, en décalant spectralement les modes hors de la bande interdite. Une deuxième stratégie, explorée numériquement, repose sur l'intégration d'une cavité optique dans le réseau. Nous avons également étudié des états de Tamm d'ordre supérieur induits par une cavité placée entre le métal et le réseau, offrant un gain supplémentaire en sensibilité et en sélectivité. Enfin, pour faciliter l'introduction de l'analyte dans la zone de confinement, une structure avec des trous nanocylindriques intégrés dans le métal et la cavité a été proposée, et des résultats préliminaires de fabrication ont été obtenus. Tamm plasmon modes (TP), which are electromagnetic states localized at the in- terface between a one-dimensional Bragg reflector and a metal layer, exhibit a high quality factor, significantly exceeding that of conventional surface plasmons. This pro- perty makes them attractive candidates for optical sensing applications. However, in conventional structures, the analyte does not have direct access to the electromagnetic field confinement region, which limits their efficiency.This thesis aims to design and optimize TP-based plasmonic structures for sensing applications, by combining numerical simulations and experimental validation. A first approach involves introducing a nanostructured metallic grating, leading to the emer- gence of two distinct modes : an air mode, which is more accessible to the analyte, and a metal mode. The addition of porous materials in the last layer of the Bragg reflector enhances sensitivity, with an improvement factor reaching up to 10.To prevent the analyte from disturbing the optical path of the incident wave, an excitation strategy from the bottom side was demonstrated experimentally by spec- trally shifting the modes outside the photonic bandgap. A second strategy, studied numerically, is based on the insertion of an optical cavity within the Bragg stack. We also investigated higher-order Tamm states, induced by a cavity placed between the metal and the Bragg reflector, which further improve sensitivity and quality factor but present fabrication and integration challenges. To address this, a structure integrating nanocylindrical holes in the metal and cavity was proposed, and preliminary fabrication results were obtained. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 65093112 https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDENGSYS/2025/2025ULILN011.pdf http://www.theses.fr/2025ULILN011/abes https://theses.hal.science/tel-05375033 https://theses.hal.science/tel-05375033 https://theses.hal.science/tel-05375033 Haidar Oumaima Haidar 1996-06-04 MA 291989004 https://theses.fr/2025ULILN011 2025ULILN011 https://doi.org/10.70675/9e253b5dz27bbz4744zb227zc2ebe466c4d3 2025-07-21 Systèmes optiques et photonique Université de Lille (2022-....) 259265152 Université Moulay Ismaïl (Meknès, Maroc) MADS_ETABLISSEMENT_DE_COTUTELLE_1 110651782 Doctorat Docteur es non oui Akjouj Abdellatif MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 06964974X Mir Abdellah MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 123390583 Dusch Yannick MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_3 160974321 El Boudouti El Houssaine MADS_PRESIDENT_DU_JURY 121392457 Rhanim Rajaa MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 291986242 Khelif Abdelkrim MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 120834871 Felidj Nordin MADS_RAPPORTEUR_1 113154682 Ouchani Noama MADS_RAPPORTEUR_2 235925136 École graduée Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille ; 2021-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 25860221X Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 1066983 138736421 ddc:620 Université Moulay Ismaïl (Meknès, Maroc) Akjouj Abdellatif Mir Abdellah Dusch Yannick El Boudouti El Houssaine Rhanim Rajaa Khelif Abdelkrim Felidj Nordin Ouchani Noama École graduée Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille ; 2021-....) Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie PDF 65093112