27 mars 2018 : Une équipe de recherche du Laboratoire matériaux et phénomènes quantiques (MPQ, Université Paris Diderot/CNRS) vient de mettre au point un nouveau dispositif photonique, ultra rapide et fonctionnant à température ambiante, il favorise la détection du rayonnement infrarouge. Pour les chercheurs qui ont travaillé sur cette étude, cette avancée scientifique vient révolutionner l’utilisation de l’infrarouge lointain dans notre quotidien.
Publiés dans la revue Nature du mois de mars 2018, les résultats de ces travaux nous apprennent que, dorénavant, nous verrons encore mieux la nuit et que nous allons pouvoir détecter, à distance, des agents polluants ou nocifs à l’aide de systèmes agiles, compacts et robustes.
QUANTIQUE
Une nouvelle génération de détecteurs ultra-sensibles ouvre l’infrarouge à une immensité d’applications qui vont impacter notre quotidien. L’infrarouge lointain, bien connue des scientifiques, (c’est-à-dire pour des longueurs d’onde de 20 à 100 fois plus importantes que celles du visible) est une lumière invisible à l’œil nu dont la mesure est possible uniquement à l’aide d’un détecteur. Émise par des objets à température ambiante, elle reste rarement exploitée en raison de l’absence de sources et de détecteurs fonctionnels, à savoir des dispositifs qui opèrent à température ambiante et suffisamment rapidement. Les choses vont désormais en être autrement grâce à une équipe de scientifiques issus de l’université Paris Diderot, du CNRS, de l’ETH de Zurich et de l’université de Leeds, qui vient de démontrer une nouvelle structure amplifiant les performances des détecteurs infrarouges. Pour cela, des concepts originaux ont été implémentés dans des structures quantiques, grâce à un travail pointu de nanofabrication.
STRUCTURE PHOTONIQUE
Pour parvenir à un tel résultat, la radiation lumineuse incidente est prélevée sur une très grande surface pour être concentrée dans un volume de taille nanométrique où elle génère un signal électrique. Cela est rendu possible grâce à une structure photonique qui joue un rôle d’entonnoir à photons. Le détecteur est en effet constitué d’éléments actifs d’un micromètre carré dont l’aire est dix fois plus faible que la surface de capture des photons. Réduire les volumes où les photons sont transformés en courant électrique est essentiel pour limiter la contribution du courant intrinsèque, existant même en absence de lumière, appelé courant d’obscurité.
Cette nouvelle technologie pourrait rapidement trouver des applications dans les domaines des télécommunications, de la spectroscopie moléculaire à haute résolution, de la détection à distance des agents polluants ou nocifs ou encore des systèmes RADAR optiques. Avec cette découverte l’homme à capacités augmentées ne sera bientôt plus une envie mais une réalité.
Bob Bellanca (btlv.fr/source CNRS)
