Photoinduced deformation in thin films containing azo-derivatives: reversible and directional matter transport controlled by light polarization and photomechanical surface effects

Déformation photoinduite dans les films minces contenant des derivés d'azobenzene: effets de polarization, effets de proximité et effets de contact

Fabbri Filippo (1)

1 LPMC - Laboratoire de physique de la matière condensée

In this work we use direct local-probe techniques to study the photomechanical phenomena induced at micro- nanoscale in photochromic thin films containing azobenzene molecules. We show the existence of different mechanisms at the origin of the photo-induced deformation and their crucial dependence on the spatial distribu- tion of the light field polarization and intensity, which allows to coherently interpret far-field and near-field photo- deformation phenomena so far observed. Moreover, we investigate the near-field deformation effects due to the interaction between the local probe and the sample surface. Finally, we present preliminary studies of the photo- mechanical effects in layered hybrid metal/azo-polymer structures which open perspectives in view of applica- tions in the fields of nano-fabrication and nano-actuation of thin films and surfaces.

Dans ce travail, nous utilisons des techniques à sonde locale pour étudier les phénomènes photomécaniques induits à l'échelle microscopique dans les films minces contenant des molécules d'azobenzène. Nous montrons que différents mécanismes microscopiques sont à l'origine de la déformation photo-induite. Ces mécanismes sont identifiés par leurs dépendance fondamentale à la distribution spatiale de la polarisation et de l'intensité de la lumière. Ceci permet d'interpréter de façon cohérente les phénomènes de photo-déformation observés jusqu'à présent en champ lointain et en champ proche. De plus, nous étudions les effets de photo-déformation en champ proche et nous mettons en évidence le rôle des interactions entre la sonde locale et la surface du film photo- chromique. Finalement, nous présentons des résultats préliminaires sur les effets photomécaniques obtenus sur des structures hybrides métal/azo-polymère. Cette étude ouvre de nouvelles perspectives pour des applications futures dans le domaine de la nano-fabrication et de la nano-actuation de films minces et de surfaces.

Keywords: photo-switchable systems; thin films; nano-optics; near-field microscopy; molecular machines

Keywords: systèmes photo-commutables; couches minces; nano-structuration; nano-optique; microscopie en champ proche; azobenzène; sol-gel; machines moleculaires

Domains: Physics [physics]; Condensed Matter [cond-mat]; Materials Science [cond-mat.mtrl-sci]

Fabbri Filippo. Photoinduced deformation in thin films containing azo-derivatives: reversible and directional matter transport controlled by light polarization and photomechanical surface effects. Materials Science [cond-mat.mtrl-sci]. Ecole Polytechnique X, 2009. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00527388⟩