Contrôler la croissance cristalline pour de meilleurs matériaux en verre
Les nanoparticules métalliques contenant du verre aiguisent l'intérêt des scientifiques pour des potentielles applications en photonique en raison de leurs propriétés spécifiques linéaires et non linéaires. Ces propriétés sont déterminées par des oscillations de plasma de surface des clusters métalliques, dont la résonance est énormément liée à la concentration, la distribution et la forme des nanoparticules. Un autre facteur important est la matrice diélectrique environnante qui influence le mouvement de l'énergie électrique et magnétique. __L'optimisation des matériaux en verre en manipulant les propriétés nanostructurelles devrait faciliter le développement et la production des matériaux non linéaires, des nanodispositifs et des éléments optiques. Une façon d'y parvenir est d'utiliser des techniques lasers qui peuvent modifier la forme et la taille des clusters métalliques. On a déjà montré qu'il s'agissait d'un outil flexible et puissant pour contrôler et optimiser les propriétés optiques linéaires et non linéaires des matériaux composites. On y parvient en développant les propriétés optiques des matériaux et en prenant contrôle de la distribution des nanoparticules dans la matrice en verre. Les chercheurs envisagent maintenant le laser femtoseconde (FSL) pour tirer partie de ce potentiel. _Le projet Femtonano («Femtosecond laser induced nanoclusters in glasses for photonic applications») visait à faire progresser les connaissances dans ce domaine en étudiant l'interaction lumière/matière et plus spécifiquement les processus multiphotons. Ceci est indispensable pour que les efforts puissent permettre de développer de nouveaux dispositifs optiques basés sur la maîtrise des nanoparticules. Ce projet financé par l'UE a tenté de mieux comprendre la façon dont se forment les nanoparticules métalliques dans des supports en verre ainsi que la façon de manipuler la forme et la distribution des nanoclusters au sein de la matrice diélectrique. Les impulsions de FS ont beaucoup à offrir dans le traitement microscopique spatiosélectif et la formation de microstructures modifiées tridimensionnelles. Le traitement FSL a déjà été utilisé pour la fabrication de diverses sortes de dispositifs optiques fonctionnels intégrés. Il s'agit notamment de guide d'ondes optiques en 3D, de mémoire optique et de cristaux photoniques. __Dans leur étude sur les nanoclusters induits par FSL dans les verres pour les applications en photonique, les membres de l'équipe ont pu proposer un mécanisme possible de formation des nanoclusters et mieux comprendre l'influence des conditions d'irradiation laser sur les comportements de ces nanoclusters. Les expériences ont révélé les zones de stress induites par l'irradiation FSL et ont permis aux chercheurs de décrire les effets de l'intensité variable et d'écriture. __Femtonano est parvenu à utiliser l'irradiation FSL pour écrire les lignes cristallines à l'intérieur du verre en silices multicomposants et à identifier la fenêtre de traitement laser et la composition de la matrice hôte en verre. La technique de cristallisation pose les bases des efforts visant à obtenir des mémoires optiques en 3D, des affichages à l'état solide intégrés et peut-être même des dispositifs optoélectroniques intégrés. On n'a cependant toujours pas trouvé de définition montrant comment atteindre un contrôle facile de l'orientation de la croissance cristalline à l'intérieur des verres. Les partenaires de Femtonano souhaitent poursuivre leurs efforts dans cette direction même après la fin du projet.
