Un outil miniature produit des térahertz, ces ondes qui voient tout

30 mars 2020 //Par EPFL
Un outil miniature produit des térahertz, ces ondes qui voient tout
Des chercheurs de l’EPFL ont fabriqué un nanodispositif dix fois plus rapide que les transistors les plus performants, capable de générer des ondes térahertz à forte puissance. D’ordinaire difficiles à émettre, ces ondes ont d’innombrables capacités dans les domaines de l’imagerie, de la détection, de la communication sans fil à haute vitesse. Elles peuvent même améliorer le traitement de certains cancers

Situées entre les micro-ondes et l’infrarouge, les onde térahertz (THz) – 100 à 30 000 milliards d’oscillations par seconde – présentent des propriétés qui suscitent un engouement marqué. Capables de traverser les vêtements, le bois, les murs, le papier et de mesurer la pollution de l’air, elles ont le potentiel de révolutionner nos systèmes de sécurité et de détection médicale. En télécommunications, elles promettent par ailleurs la transmission sans fil de données volumineuses à haut débit.Non-ionisantes – et donc non-nocives pour les organismes vivants – ces ondes sont déjà utilisées dans certains aéroports pour scanner les passagers et repérer les produits dangereux.

Malgré toutes ces applications possibles, l’utilisation des ondes térahertz reste marginale, la faute à un mode de production volumineux et coûteux. Mais cela pourrait changer . À: l’EPFL, les chercheurs du Power and Wide-band-gap Electronics Research Laboratory (POWERlab), dirigé par Elison Matioli, ont fabriqué un dispositif nanométrique qui permet de produire de puissants signaux en quelques picosecondes et de les diffuser sous forme d’ondes téraherz.

Intégrable sur puces et sur des supports flexibles, cette technologie pourrait équiper des systèmes portables, comme les smartphones. La recherche menée par le premier auteur Mohammad Samizadeh, doctorant au POWERlab, est décrite dans Nature.

Comment ça marche ?

Compact, peu cher et tout-électrique, le nanodispositif permet de libérer une haute énergie en très peu de temps, sur un minuscule support. Il produit une sorte d’«étincelle» très puissante en une picoseconde, la tension passant soudainement de moins de 10 volts à 100 volts. Cette étincelle peut être reproduite presque continuellement, ce qui permet de générer jusqu’á 50 millions de signaux par seconde. Combiné avec des antennes, le système peut ainsi générer des ondes térahertz très puissantes.

Le dispositif prend la forme de deux plaques de métal, séparées par un espace de 20 nanomètres. Lorsqu’une tension est appliquée, les électrons s’accumulent au bord de ce minuscule précipice, et forment un nanoplasma. Passé un certain point, les électrons transitent de façon ultra


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