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Des nano-antennes pour capter la lumière

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Après avoir traversé la pupille, en arrivant au niveau de la rétine, les rayons lumineux qui ont pénétré l'œil sont convertis en signaux lumineux par les cellules photoréceptrices spécifiques qui permettent la vue. Dans la nature, le processus est avéré, mais le reproduire artificiellement est une toute autre affaire. Il aura fallu attendre les outils nanotechnologiques pour réaliser la première antenne susceptible de capter la lumière visible.

Détail du champ de nanotubes de carbone. (American Institute of Physics)

A la différence des ondes radios qui présentent des longueurs d'onde de plusieurs centaines de mètres, les ondes lumineuses ne dépassent pas le micron. Elles s'évaluent en nanomètres, c'est-à-dire à une échelle correspondant au milliardième de celle des ondes radios. Or, tailles de l'antenne et longueur d'onde doivent être égales ou du moins proportionnelles, ce qui pose problème lorsque celles-ci sont infimes.

En disposant des nanotubes de carbone de 50 nm de large pour quelques centaines de nm de longueur selon un champ aléatoirement distribué, Yang Wang et son équipe du Boston College (Massachusetts, USA), ont réussi à concevoir une antenne à lumière, surmontant de fait la contrainte d'échelle grâce à leur assemblage de « nano-antennes ». Bien qu'encore rudimentaire, le dispositif permet de capter toutes les fréquences du spectre visible. Pour le reste, le système est similaire à celui d'une antenne radio traditionnelle : l'onde captée excite une partie des électrons de l'antenne qu'il s'agit de démoduler et d'amplifier ensuite pour reconstituer le signal émis initialement.

A terme, les principales applications sont envisagées dans les domaines de l'informatique et de l'optoélectronique.

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