Sciences

Synthèse de quasicristaux en 3D

ActualitéClassé sous :chimie , quasicristaux , quasicristaux 3D

Une équipe de l'Université de New York a réussi à créer des structures diélectriques quasicristallines en 3D à bandes interdites photoniques (BIPs).

Images par microscopie à effet tunnel de configuration locales (2.2x2.2 nm2) d'une surface d'un alliage I-AlPdMn quasicristallin (L. Barbier, CEA).

Découverts par hasard en 1984 par Shechtman, Blech, Gratias et Cahn, les quasicristaux sont des solides de structure atomique ordonnée quasi-périodique. Différents des cristaux, constitués pour leur part d'un même motif répété, les quasicristaux possèdent cependant certaines propriétés de leurs cousins, dont la symétrie de rotation. Il a été montré que les quasicristaux métalliques ont une meilleure capacité de rétention de l'hydrogène que les cristaux métalliques.

Les quasicristaux sont également capables de diffracter la lumière à différentes longueurs d'ondes dans de multiples directions. Toutefois, de la même façon que les électrons d'un semiconducteur ne peuvent prendre n'importe quel niveau d'énergie, la propagation des photons peut parfois être inhibée dans les quasicristaux (pour des structures particulières et à des longueurs d'ondes précises), créant ce qu'on appelle des bandes interdites photoniques.

Ceci donne la possibilité de jouer sur la transmission de la lumière comme les semiconducteurs le font pour les flux électroniques. Pour élaborer leurs quasicristaux à BIPs, en 2D et pour la première fois en 3D, Yael Roichman and David Grier ont utilisé une technique, récemment développée par la même équipe, appelée "holographic optical trapping". Cette approche permet de créer un réseau de pièges optiques en 3D par projection d'hologrammes générés par ordinateur à travers une lentille de microscope.

Grâce à elle, il est possible de manipuler des structures de quelques nanomètres de large à plusieurs centaines de micromètres. C'est ce qu'ont fait les chercheurs avec de minuscules billes de silice qu'ils ont pu organiser en structures quasicristallines. Ce mode de synthèse permettra sans doute de faire avancer l'étude des quasicristaux et, au-delà, des matériaux à BIPs, aujourd'hui étudiés de près dans le domaine du confinement de la lumière et des sources optiques notamment.

Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour.

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !

Cela vous intéressera aussi