Le rayonnement de nombreuses parties du spectre électromagnétique a été exploité pour des utilisations extrêmement bénéfiques, dans des domaines aussi divers que la médecine, image et photographie, et l'astronomie. Cependant, la région térahertz (THz) du spectre, situé entre les micro-ondes et la lumière infrarouge, a été relativement sous-utilisé en raison des difficultés à générer artificiellement de tels rayonnements et à construire des dispositifs pour les détecter.

Dans une percée dans le domaine de la détection térahertz, des chercheurs de l'Université de Tokyo et leurs collègues ont créé un dispositif thermomécanique capable de détecter le rayonnement dans la région térahertz du spectre de manière sensible et rapide, sans avoir besoin d'un refroidissement intense à des températures cryogéniques telles que -270 °C. Ce dispositif ouvre potentiellement une gamme de nouvelles applications pour les technologies THz, comme les caméras THz.

Dans cette étude, signalé dans le Journal de physique appliquée , l'équipe a utilisé la chaleur générée par le rayonnement THz pour la détecter. Spécifiquement, ils ont créé un appareil comportant une petite poutre suspendue à travers un espace, qu'ils ont ensuite revêtus d'un film métallique résistif [nickel-chrome (NiCr) dans ce cas]. Ce film métallique a la capacité d'absorber le rayonnement THz, qui à son tour transfère la chaleur au faisceau dans son ensemble. Cette augmentation de température provoque une très légère dilatation du faisceau, qui peut être détecté comme un changement dans la fréquence à laquelle le faisceau vibre par résonance.

« En utilisant notre faisceau microélectromécanique à double serrage en arséniure de gallium, nous pourrions effectivement détecter le rayonnement THz à température ambiante, " auteur correspondant Kazuhiko Hirakawa dit. " Cette structure est particulièrement efficace car elle peut détecter très rapidement le rayonnement THz, généralement 100 fois plus rapide que les autres capteurs thermiques THz conventionnels à température ambiante."

Cette nouvelle approche présente une série d'avantages par rapport aux alternatives existantes pour la détection du rayonnement THz. Le fait qu'il puisse fonctionner à température ambiante sans avoir besoin de refroidissement le rend adapté à une gamme d'applications du monde réel. Il est également extrêmement sensible, détecter le rayonnement qui provoque des changements de température aussi petits qu'un millionième de degré.

"Un autre avantage de ce système est qu'il peut être produit en utilisant des méthodes standard de fabrication de dispositifs à semi-conducteurs, qui permettrait potentiellement son intégration dans des capteurs et caméras THz produits en série, " selon l'auteur principal Ya Zhang. " Nous espérons que notre travail conduira à une explosion d'intérêt et à de nouvelles innovations dans ce domaine. "