Contact : Fouad Maroun
Participants : Fouad Maroun, François Ozanam, Alistair Rowe
Collaboration : équipe EPS, laboratoire PMC
Financement : ANR ECvibraPlas
L’un des nouveaux axes de recherche de l’équipe ECM consiste à étudier l’influence d’une excitation vibrationnelle infrarouge plasmonique sur les réactions électrochimiques. Il a été récemment démontré qu’une réaction chimique est modifiée lorsqu’elle est réalisée dans une cavité optique accordée à l’une des énergies de vibration des molécules impliquées dans la réaction. Au sein de l’équipe ECM, nous souhaitons appliquer ces concepts aux réactions électrochimiques et étudier comment celles-ci sont modifiées en présence d’excitations vibrationnelles. À cette fin, nous proposons de concevoir des électrodes plasmoniques absorbant dans l’infrarouge afin d’amplifier le champ électromagnétique infrarouge à la surface de l’électrode et d’induire un fort couplage vibrationnel des molécules avec le mode plasmonique. Nous envisageons d’utiliser des films d’or ultra-minces, soit constitués de monocouches denses de nanoparticules d’or, soit d’un réseau d’antennes d’or. Ces films peuvent être déposés par voie électrochimique ou par évaporation sous vide à l’aide de techniques de microfabrication, sur un prisme ou un hémisphère de silicium. La conception de la cellule électrochimique permet un fonctionnement électrochimique normal sous illumination par l’arrière de l’électrode par n laser infrarouge accordable. Les films ultra-minces d’or seront recouverts électrochimiquement d’une couche ultra-mince de catalyseur (par exemple, Ir, Pt ou Cu), choisi en fonction de la réaction électrochimique étudiée (Ir pour la réaction de dégagement d’oxygène, Pt et Cu pour la réduction du CO₂). Ces deux réactions électrochimiques sont importantes pour la conversion d’énergie et de CO₂.
Schéma représentant la configuration de l’excitation infrarouge de couches de nanoparticules d’or et micro-antennes d’or déposés sur Si en conditions électrochimiques.