Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley ont montré un moyen de réduire à près de zéro la masse effective d’électrons dans un métamatériau. Cela a été réalisé en créant un métamatériau avec un réseau périodique de minuscules tiges métalliques. Les tiges sont disposées de manière à créer un champ électrique puissant qui pousse les électrons du métamatériau les uns vers les autres. Cette interaction entre les électrons et le champ électrique réduit leur masse effective.
Les chercheurs pensent que leurs découvertes pourraient conduire à une nouvelle classe de dispositifs électroniques basés sur le contrôle de la masse effective des électrons. Ces dispositifs pourraient être utilisés pour diverses applications, telles que les transistors à grande vitesse, les lasers de faible puissance et les capteurs ultra-sensibles.
L'étude est publiée dans la revue Nature Materials.
Les chercheurs ont créé un métamatériau avec un réseau périodique de minuscules tiges métalliques. Les tiges sont disposées de manière à créer un champ électrique puissant qui pousse les électrons du métamatériau les uns vers les autres. Cette interaction entre les électrons et le champ électrique réduit leur masse effective.
La masse effective d’un électron est une mesure de la difficulté avec laquelle l’électron se déplace. Plus la masse effective est faible, plus il est facile pour l’électron de se déplacer. Dans le métamatériau créé par les chercheurs, la masse effective des électrons a été réduite à presque zéro. Cela signifie que les électrons peuvent se déplacer très facilement à travers le métamatériau.
Les chercheurs pensent que leurs découvertes pourraient conduire à une nouvelle classe de dispositifs électroniques basés sur le contrôle de la masse effective des électrons. Ces appareils pourraient être utilisés pour diverses applications, telles que :
* Transistors à grande vitesse :les transistors sont des commutateurs électroniques qui contrôlent le flux de courant dans un circuit. La vitesse d'un transistor est limitée par la masse effective des électrons du transistor. En réduisant la masse effective des électrons, il est possible de réaliser des transistors beaucoup plus rapides.
* Lasers de faible puissance :Les lasers sont des appareils qui émettent de la lumière. La consommation d'énergie d'un laser est proportionnelle à la masse effective des électrons contenus dans le laser. En réduisant la masse effective des électrons, il est possible de réaliser des lasers consommant moins d’énergie.
* Capteurs ultra-sensibles :Les capteurs sont des appareils qui détectent les changements dans l'environnement. La sensibilité d'un capteur est limitée par la masse effective des électrons dans le capteur. En réduisant la masse effective des électrons, il est possible de réaliser des capteurs plus sensibles.
Les découvertes des chercheurs pourraient conduire à une nouvelle génération d’appareils électroniques plus rapides, plus efficaces et plus puissants. Ces dispositifs pourraient avoir un large éventail d’applications, allant de l’informatique à grande vitesse aux lasers de faible puissance en passant par les capteurs ultrasensibles.
