OPTINEWS

Des chercheurs de l’université de Boston ont présenté mardi dernier à San Francisco lors de l’IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), les résultats de leur recherche sur les métamatériaux flexibles dans la gamme de fréquence des térahertz. Les expériences réalisées ont permis de créer de tels matériaux fournissant, selon eux une avancée significative dans la création des métamatériaux non planaires, multi couches. L’équipe a par ailleurs annoncé la conception d’un cylindre capable d’agir comme une cape d’invisibilité.

Soumis à un champ électromagnétique ou à de la lumière, les métamatériaux réagissent en induisant un champ magnétique interne, et qui modifie la course des rayons lumineux. Mais leur principal intérêt est leur faculté d’obtenir un indice de réfraction négatif.

Pour réaliser ces métamatériaux, les chercheurs de Boston ont utilisé un grand nombre de split-ring resonator (SRR). Les SRR sont composés d’une paire d’anneaux concentriques en métal non magnétiques pouvant entrer en résonance en présence d’un flux magnétique. Ils ont la particularité d’afficher une perméabilité négative pour des fréquences légèrement supérieures à la résonance. En exposant des structures SRR, ayant des fréquences de résonance comprises entre 0.25 et 2.5 THz, à des radiations incidentes provenant de différentes directions et à des fréquences juste supérieures à la résonance, un coefficient diélectrique négatif est observé.

Le concept n’est pas nouveau. Beaucoup de ces idées étaient à l’origine implantées pour des micro-ondes. Cependant la fabrication des cellules micro-ondes évolue actuellement vers les fréquences de la gamme visible. D’autant plus que la gamme des térahertz, surnommée “le THz gap”, est délaissée par les moyens de communication actuels, le fonctionnement de ces ondes à mi-chemin entre l’optique et la radiofréquence étant encore mal connu. Les métamatériaux pourraient donc jouer un rôle important dans l’exploration de cette zone.

Grâce à la conception des métamatériaux, les chercheurs de l’équipe de Boston ont réussi à concevoir une cape d’invisibilité de forme cylindrique adaptée pour des ondes incidentes de fréquence 0.5 THz. La cape d’invisibilité est une transformation particulière qui permet à une région de l’espace de dévier la lumière en amont et de récupérer en aval des rayons de même phase et de même amplitude. Un observateur ne peut alors déceler la présence de cet espace. Les ondes électromagnétiques provenant de différents angles sont guidés autour et renvoyés de l’autre côté sans pénétrer dans la région. Les couches de métamatériaux ont été fabriquées à l’aide d’une couche en or de 200 nanomètres d’épaisseur suivie d’une couche d’adhérence de 10 nanomètres d’épaisseur en titane sur un substrat en polyimide d’épaisseur 20 micromètres.

Cependant l’utilisation de ce type de cape reste encore très limitée. En effet, l’invisibilité n’est valable que pour une longueur d’onde précise. Un des prochains défis sera de trouver le moyen d’élargir le spectre d’action de ces structures, pour qu’elles ne soient pas cantonnées à une seule longueur d’onde. En parallèle, un grand nombre d’études sur les métamatériaux sont réalisées. On peut notamment citer les travaux du professeur Xiang Zhang à l’université de Berkley ou de R. Stanley Williams, directeur HP Quantum Science Research.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/57064.htm

Les diodes électroluminescentes organiques (OLEDs) sont l’une des technologies les plus prometteuses dans les solutions d’éclairage. Elles ont des propriétés bien supérieures à celles des sources ponctuelles de lumière telles que les ampoules à incandescence ou les LEDs. Un développement auxiliaire à leur fonction principale d’éclairage vient d’être réalisé au sein de l’Institut Fraunhofer des microsystèmes photoniques (IPMS). Les chercheurs de l’IPMS ont développé, pour la première fois au monde, une source lumineuse OLED disposant d’une surface interactive tactile.

Le contrôle tactile sur les OLEDs est une technologie efficace et sécurisée puisque les OLEDs sont une source de lumière froide sur laquelle aucune brûlure n’est envisageable. Selon Jörg Amelung, responsable du Département des matériaux organiques à l’IPMS, “la fonction tactile procure une nouvelle perception de la lumière. C’est magique : il est possible d’allumer et d’éteindre le dispositif par une simple pression sur la surface lumineuse”. De plus, il est également possible de faire varier l’intensité lumineuse par un mouvement du doigt sur la surface. Avec cette technique, les interrupteurs traditionnels deviendront rapidement obsolètes.

L’intégration de ce type de technologie nommée “Touch Function” nécessite habituellement pour d’autres surfaces une couche sensitive tactile. L’intégration de la fonction tactile réalisée par l’IPMS est remarquable du fait qu’elle utilise l’OLED elle-même comme détecteur du signal tactile. Intégrée à un circuit électrique adapté, presque chaque OLED pourrait être équipée d’un tel dispositif.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/57026.htm

Des chercheurs de l’Université de Yale (Connecticut) ont montré que la lumière peut être exploitée pour déplacer des micro objets, comme la conduite des nanomachines. Les résultats pourraient mener à des systèmes opto-mécaniques fabriqués à partir de circuits photoniques à l’échelle nanométrique. Bien que la force exercée par les photons soit trop faible pour être ressentie à l’échelle humaine, elle peut être récupérée de manière significative en la concentrant sur des petits circuits à semiconducteurs. Ce n’est pas la première fois qu’on déplace des objets grâce à la lumière. En effet, grâce aux pinces optiques (”optical tweezers” BE Etats-Unis 98), la micromanipulation utilise la force de la lumière réfractée d’un laser pour introduire, placer ou déplacer des objets, dans une cellule vivante par exemple.

En combinant la nanophotonique et la nanomécanique, deux domaines des nanotechnologies en pleine expansion, l’équipe de Hong Tang, professeur d’ingénierie électrique et mécanique, ouvre la porte à la création de composants opto-mécaniques sur des puces en silicium ou autres semiconducteurs. Contrairement aux pinces otiques, les objets qui peuvent être manipulés ne sont pas diélectriques (c’est-à-dire isolants) ; l’équipe de chercheurs amène ce concept à une autre étape en montrant que la force optique peut mouvoir des semiconducteurs. Les chercheurs ont montré qu’en fait quand la lumière concentrée est guidée à travers un dispositif mécanique nanométrique, une force est générée, et suffisante pour opérer sur une nanomachine sur puce. Cela porte donc l’étendue des applications possibles au domaine de la microélectronique, en créant des dispositifs à la fois nano photoniques et nano mécaniques, comme des guides d’onde à fort contraste, ou des structures à lumière lente. Les chercheurs ont montré que lorsqu’ils passaient un faisceau de lumière à travers un cristal photonique résonant disposé sur un substrat semi conducteur, qui agit comme un guide d’onde pour la lumière, celui-ci se déforme. Ce qui met en évidence une force optique, qui peut être mesurée comme un changement de couple entre le résonateur et le substrat. La force (qui peut aussi atteindre les 8 pN par micron et par milliwatt), pourrait donc être suffisante pour déplacer des systèmes mécaniques sur puce, d’après Tang et ses collègues.

La force optique produite par cette nouvelle méthode est en fait perpendiculaire à la direction du faisceau laser, contrairement aux pinces optiques, où la force optique était parallèle à la direction de propagation de la lumière. Cela signifie maintenant que les miroirs ou les cavités optiques utilisés avec les pinces optiques, qui sont difficiles à implémenter dans des systèmes sur puces, ne sont plus nécessaire. Et cela n’est pas tout : la force optique est intrinsèquement rapide et peut par conséquent déplacer les dispositifs nano mécaniques à de très hautes fréquences, et surpasser la barrière symbolique de quelques gigahertz.

Il explique que la valeur de la force est du même ordre de grandeur que pour les autres forces utilisées pour pousser des nano dispositifs, comme les forces électrostatiques et magnétiques, sans qu’aucun champ extérieur ne soit nécessaire. Cela implique, explique Tang, qu’il sera possible de développer une système photo-électro-mécanique avec détecteur optique intégré et mouvement dans un futur proche. Enfin, tous ces dispositifs requièrent aussi beaucoup moins de puissance que les dispositifs utilisant les électrons.

Ce développement en optique amène à un nouveau concept de dispositifs ultra rapides ; les prochains développements seront pour l’amélioration des aspects mécaniques du système.

- Sur les nano pinces optiques - “Nanotweezers trap tiny objects” : http://nanotechweb.org/cws/article/tech/34605
- “Utilisation d’une pince optique pour déplacer des cellules enfermées dans un biochip” :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/51659.htm

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56907.htm