Des chercheurs américains ont réussi à exploiter quelques-unes des innombrables propriétés du graphène, matériau miracle par excellence, ouvrant la voie à l'exploitation d'une portion du spectre électromagnétique relativement peu exploitée mais en plein essor : les ondes térahertz.
Domaine longtemps laissé en friche faute de sources et de détecteurs adaptés, l’exploitation des ondes térahertz (entre 100 GHz et 30 THz) pourrait connaître un nouvel essor grâce aux récentes découvertes sur les semi-conducteurs, et aux avancées réalisées sur l’irremplaçable matériau miracle, le graphène. Une équipe de chercheurs de l’université américaine de Notre-Dame, dans l’Indiana, a eu l’idée d’associer les innombrables propriétés du graphène au développement des technologies utilisant les ondes térahertz.
Les ondes térahertz offrent de nouvelles perspectives alléchantes dans les domaines de la communication, de l’imagerie médicale, de la détection chimique et dans l’avènement des scanners corporels. Faisant la transition entre les infrarouges et les micro-ondes, les ondes térahertz sont connues pour être difficiles à produire, à détecter et à moduler. La modulation, autrement dit, la variation de la hauteur des ondes térahertz, est particulièrement importante car un signal modulé est à même de transporter une information et est nettement plus polyvalent, eu égard aux possibles applications tant physiques que chimiques ou biologiques.
La plus grande partie des technologies prometteuses qui exploitent les ondes térahertz, se base sur des semi-conducteurs, dont le principal défaut dépend d’une fine couche de métal appelée « metal gate » permettant de régler le signal, mais en en réduisant son intensité et en limitant à près de 30 % les possibilités de modulations. C’est ici que l’équipe américaine intervient : en tablant sur le remplacement de la couche de métal par une seule couche de graphène, les modulations se sont vues atteindre les 90 % théoriques. Les modulations seraient alors contrôlées par l’application d’un simple voltage. Le graphène, qui n’en est plus à son coup d’essai, ne fait a priori que commencer sa révolution.
Par Rahman Moonzur
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