Les puces nanophotoniques se rapprochent
L'intégration de dispositifs photoniques peut augmenter considérablement la vitesse de l'informatique, révolutionner l'électronique grand public, et aboutir à des systèmes très peu invasifs de diagnostic précoce. Dans le cadre du projet RE-ACT (Novel active nanophotonic devices in rare-earth doped double tungstates), les chercheurs ont préparé le terrain pour la fabrication de circuits photoniques intégrés. Ils se sont particulièrement concentrés sur les techniques de fabrication abordables compatibles avec une technologie complémentaire à base de semi-conducteur à oxyde métallique. Pour obtenir des dispositifs photoniques nanoscopiques adaptés à la taille des composants électroniques, les scientifiques ont utilisé la plasmonique. Cette approche permet de contrôler la lumière à l'échelle du nanomètre. L'équipe a ainsi associé les guides d'onde plasmonique à du double tungstate de potasse cristallin (KREW) dopé aux ions de terre rare. Ce double tungstate (KREW) peut assurer un gain stable pour différentes longueurs d'onde. Les chercheurs ont utilisé des techniques diverses pour intégrer le KREW à différents substrats, dont le dioxyde de silicium et le silicium. Ils ont planché sur les courbures des guides d'onde du KREW et la manière dont les effets plasmoniques contribuent à la réduction des pertes de propagation dans les courbures les plus marquées. Les chercheurs ont démontré expérimentalement que l'introduction d'une mince couche métallique sous la base du guide d'onde limitait les pertes globales. L'étude peut s'appliquer à n'importe quel guide d'onde présentant un faible coefficient de réfraction. Le projet a également mis au point des réseaux en spectrométrie Raman exaltée de surface (SERS) installés au-dessus des guides d'onde optiques. Ces sondes permettent de contrôler la toxicité des eaux usées. D'autres programmes pourraient utiliser les nanoparticules plasmoniques et les guides d'onde passifs afin de réaliser des sondes SERS permettant de détecter les contaminants dans l'eau potable. La possibilité d'intégrer des dispositifs photoniques nanoscopiques à la puce afin d'en développer les fonctions, une bande passante quasiment illimitée et une très faible consommation d'énergie ouvre la voie à de nouvelles applications prometteuses.
Mots‑clés
Appareils nanophotoniques, plasmonique, électronique grand public, RE-ACT, doubles tungstates
