(Phys.org) —Une équipe de chercheurs travaillant en Espagne a développé un moyen amélioré de contrôler les polaritons de plasmons de surface (SPP) dans le graphène. Dans leur article publié dans la revue Science , l'équipe décrit leur nouvelle technique et les façons dont elle pourrait un jour être utilisée.

Un plasmon est défini comme un quantum d'oscillation de plasma et est généralement considéré comme une quasiparticule. Les polaritons sont des quasiparticules qui apparaissent lorsque des plasmons se couplent à des photons et, comme leur nom l'indique, les SPP sont des polaritons qui existent à la surface d'un matériau et s'y propagent. Les chercheurs de plusieurs installations étudient actuellement les propriétés des SPP dans le but de créer des dispositifs extrêmement petits qui fonctionnent à la fois optiquement et électroniquement. Pour y arriver, un moyen doit être développé pour contrôler la taille et la forme des SPP - c'est ce que l'équipe en Espagne a réalisé.

Les SPP peuvent être amenés à se produire dans les métaux, mais des recherches antérieures ont montré que le graphène est un meilleur matériau car les SPP peuvent s'y propager plus profondément. Il y a deux ans, la même équipe de recherche en Espagne (en collaboration avec d'autres) a développé un moyen de créer et d'imager des SPP dans le graphène à l'aide d'un microscope optique à balayage en champ proche. Avec ce dernier effort, ils ont poussé ce travail plus loin avec le développement d'une méthode qui permet de contrôler réellement les SPP. Pour y arriver, ils ont recouvert une feuille de graphène d'antennes en or extrêmement petites (3 m) - les antennes absorbent des photons à une fréquence donnée. Cela a créé un dipôle optique qui a provoqué la création de lumière évanescente. Parce que l'antenne était directement connectée au graphène, Les SPP ont été créés à partir du champ proche - la modification de la taille de l'antenne permettait de modifier les SPP qui ont été créés. L'équipe a découvert qu'une antenne droite provoquait la création d'ondes SPP planaires. Lorsque l'antenne avait une pointe concave, les ondes SPP étaient focalisées sur un seul point. L'équipe a également découvert que les ondes SPP pouvaient être réfractées à l'aide d'un prisme bidimensionnel en graphène.

Des recherches supplémentaires doivent être effectuées avec les SPP avant qu'ils ne puissent être utilisés pour créer des dispositifs opto/électroniques, cependant, parce que la distance qu'ils se propagent dans le graphène (seulement 1 à 2 m ) est encore trop petite pour être utile dans la pratique. L'équipe espère augmenter cette distance en utilisant du graphène de meilleure qualité et en développant un meilleur processus de dopage.

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