La photo-technologie qui fait mouche
Les nouveaux matériaux avec des propriétés uniques entraînent l'évolution de nombreux domaines et le développement de nouveaux dispositifs intéressants. Une nouvelle classe de matériaux, les plasmoniques, exploite l'interaction de la lumière avec les éléments composites composés de métaux et de diélectriques pour produire des propriétés électriques que l'on ne trouve pas dans la nature. Ces métamatériaux doivent améliorer les performances de nombreux dispositifs d'optoélectronique mais leur applicabilité est restée fugace. Le projet PEQUPHOT («Plasmonically-enhanced quantum dot photodetectors»), financé par l'UE, a été lancé pour dépasser les limites et démontrer le potentiel. Il a combiné deux nouvelles technologies, un type de photo-détecteur nano-structuré (point quantique) et une antenne plasmonique. L'équipe a choisi des photo-détecteurs étant donné que la détection des signaux optiques est capitale pour de nombreuses applications. Des photo-détecteurs de point quantique économiques deviennent de plus en plus intéressants. Toutefois, il existe un compromis entre vitesse et sensibilité. Minimiser la zone active électriquement augmente la vitesse mais la zone active au niveau optique doit être suffisamment grande pour capter un grand nombre de photons. Les antennes plasmoniques concentrent la lumière à l'échelle nanométrique, donnant l'impulsion pour le projet. Les scientifiques ont utilisé une structure plasmonique qui se compose de rainures métalliques concentriques arrangées de manière périodique. Les rainures concentrent la lumière au centre de la cible, améliorant la transmission via un trou de sous-longueur d'onde à cet endroit. Ils ont donc réduit la zone active électriquement du photo-détecteur mais ont maintenu sa zone active optiquement avec une antenne plasmonique. Les expériences ont montré que les performances des photo-détecteurs du point quantique étaient améliorées. En fait, le photodétecteur du centre de cible plasmonique a dépassé les deux références, l'une avec une zone électrique aussi vaste que la zone optique de l'antenne plasmonique et l'autre avec les zones optiques et électriques aussi petites que la zone électrique de la structure. PEQUPHOT a fourni de nouvelles preuves évidentes que la plasmonique pouvait améliorer les performances des dispositifs optoélectroniques. Le projet a apporté une contribution importante dans un domaine en expansion et a consolidé la position compétitive de l'UE.
Mots‑clés
Photo-détecteur, optoélectronique, point quantique, antenne plasmonique
