Les semi-conducteurs réinventent la réfraction de la lumière

Par 15 octobre 2007
Mots-clés : Smart city, Asie-Pacifique

Un metamatériau composé d'une structure complexe de semi-conducteurs permettrait de réfléchir la lumière à l'opposé de ce qui existe dans la nature. Des applications optiques et microélectroniques nouvelles sont en vue.

Un matériau issu des laboratoires de recherche de l'université de Princetown serait capable de réfléchir la lumière à l'exact opposé de la direction vers laquelle les matières classiques la renvoient naturellement. Cette "composition" appartiendrait à une nouvelle catégorie de matériaux appelés "metamateriaux". Ceux-ci sont composés des briques de base déjà travaillées comme les semi-conducteurs, à la différence qu'ils sont assemblés sur un modèle de structure alternative, à très petite échelle, ce qui a pour conséquence de modifier les propriétés de l'ensemble. Cette innovation pourrait trouver des applications dans le domaine des réseaux à très haute vitesse ou encore au sein du secteur médical.
 
Un metamatériau tridimensionnel
 
En effet, ces matériaux pourraient rendre perceptibles des éléments à l'échelle de simples molécules d'ADN. Une telle propriété permettrait enfin de développer des lentilles de très haute performance pouvant être intégrées à des télescopes et autres microscopes. Les précédents types de metamatériaux consistaient en des structures de plusieurs métaux bidimensionnelles. Une caractéristique qui en limitait l'usage. L'invention de l'université de Princetown innove en présentant une structure en trois dimensions entièrement constituée de semi-conducteurs, des matériaux qui sont au cœur de la microinformatique et de l'opto-électronique.
 
Réfraction négative
 
"Pour être utilisables au sein de la plupart des appareils, les metamatériaux doivent être tridimensionnels", a déclaré Claire Gmachl, ingénieur en électricité à l'université de Princetown. Et d'ajouter, "cette structure est également constituée de semi-conducteurs, qui sont des matériaux très fonctionnels. Ce sont des éléments à partir desquels les vrais applications sont construites". Cette structure intervient sur le phénomène de réfraction, qui veut que toute matière fasse se courber les rayons lumineux qui passent à travers elle. Alors que les matériaux "naturels" ont un indice de réfraction positif, le metamatériau créé par les universitaires américains présente un indice négatif.
 
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