w PAR SEBASTIÁN ESCALÓN Mais qui donc parviendra à dompter ces ondes électromagnétiques très particulières qui se propagent à la surface des métaux ? Générés lorsqu’un faisceau de lumière frappe une surface métallique, les plasmons de surface se comportent à la fois comme des photons et comme des électrons. Ils sont l’objet de recherches très intenses, car on pourrait leur trouver une foule d’applications. Mais avant cela, il faut être en mesure de les produire et les contrôler. Ce sont deux grandes premières dans ce sens que viennent de présenter deux équipes comptant des chercheurs du CNRS. Pourquoi tant d’efforts ? Les plasmons présentent un avantage fondamental visà-vis de la lumière : pour être conduite, celle-ci a besoin de guides ou de fibres optiques relativement volumineuses. Or, grâce aux plasmons de surface, on peut confiner l’énergie contenue dans un faisceau lumineux sur une surface métallique, dans un espace minuscule, largement inférieur à la longueur d’onde de ce faisceau. Conséquence, les plasmons pourraient permettre de transmettre des informations à une fréquence bien supérieure à celle du courant électrique. DEUX DÉCOUVERTES MAJEURES « Grâce aux plasmons, le rêve de mettre dans un même circuit l’électronique et l’optique semble plus palpable », affirme Stefan Enoch, chercheur à l’Institut Fresnel. Bien d’autres technologies pourraient entrer dans l’ère des plasmons : les cellules photovoltaïques, les systèmes de détection de composés chimiques ou encore la microscopie à champ proche. La 8 | Actualités CNRS I LE JOURNAL Ingénierie Les scientifiques s’intéressent de très près au contrôle des plasmons de surface en raison de leurs nombreuses applications potentielles. Résultat, les avancées se multiplient dans ce domaine émergent. Les plasmons de surface bientôt maîtrisés ? © J. RENGER, R. QUIDANT/ICFO-BARCELONA q Des chercheurs sont parvenus à contrôler la propagation des plasmons de surface grâce à un matériau composite, observé ici au microscope. Celui-ci est constitué de plots nanométriques en dioxyde de titane placés sur une surface en or. première équipe de chercheurs, menée par l’Institut d’électronique fondamentale (IEF) 1 et l’Institut Langevin 2, vient de rendre ce rêve encore un peu plus accessible en créant une source de plasmons ultracompacte 3. « Jusqu’à présent, pour générer les plasmons et les injecter dans le guide métallique chargé de les transporter, nous devions passer par un système volumineux et peu pratique », raconte Raffaele Colombelli, chercheur à l’IEF. La prouesse de nos chercheurs ? Fabriquer une source à plasmons comprenant : un laser à semi-conducteurs dont la lumière traverse un matériau qui amplifie son intensité ; un dispositif appelé coupleur qui injecte les plasmons dans le guide ; et le guide lui-même. Le tout dans un dispositif qui ne mesure que 1 millimètre de long sur 20 micromètres de large ! L’exploit de notre seconde équipe, constituée de chercheurs de l’Institut Fresnel 4 et de l’Institut de Ciències Fotòniques barcelonais, est sans doute plus fondamental, mais non moins chargé de promesses. « Nous avons obtenu la première preuve expérimentale que l’on peut contrôler la propagation des plasmons grâce aux métamatériaux », explique Stefan Enoch. Le métamatériau mis au point par nos chercheurs consiste en une surface en or semée d’un réseau de plots nanométriques en dioxyde de titane. Normalement, la trajectoire des plasmons REPÈRE. Un métamatériau est un matériau composite structuré de façon à obtenir des propriétés qu’aucun matériau naturel ne possède. |
