(Phys.org)—Une équipe de chercheurs travaillant à l'Université de Manchester au Royaume-Uni a développé un laser téraherz accordable utilisant les propriétés uniques des plasmons de graphène. Dans leur article publié dans la revue Science , le groupe décrit sa démarche, les quatre prototypes qu'ils ont produits, à quel point les lasers ont fonctionné et la direction qu'ils prévoient de prendre pour transformer la nouvelle technologie en un appareil utilisable. Marco Polini avec Istituto Italiano di Tecnologia, donne un article de Perspective sur le travail effectué par l'équipe dans le même numéro de revue et propose quelques commentaires sur l'endroit où la technologie peut mener.

Un laser qui fonctionne dans la gamme térahertz serait utile dans une variété d'applications en raison de la capacité de son faisceau à traverser des objets tels que des vêtements ou des revêtements sur des emballages. De tels lasers ont été créés, mais jusqu'à présent, ils n'ont produit qu'une longueur d'onde fixe, limitant leur praticité dans l'utilisation dans le monde réel - cela peut changer cependant, car l'équipe avec ce nouvel effort a trouvé un moyen de créer un laser térahertz qui peut être réglé à la volée.

Pour construire le nouveau laser, l'équipe a envisagé d'utiliser une feuille de graphène en remplacement des métaux dans le laser, car sa longueur d'onde peut être modifiée en la plaçant dans un champ électrique. Ils ont commencé par placer une série de puits quantiques d'arséniure de gallium d'aluminium et d'arséniure de gallium d'épaisseur variable sur un substrat, qu'ils ont ensuite recouverts d'un guide d'ondes en or. Une couche de graphène a ensuite été placée au-dessus de la couche d'or dans laquelle les chercheurs avaient découpé plusieurs fentes pour forcer les électrons à creuser un tunnel entre les puits. Ils ont recouvert le sandwich d'un électrolyte polymère et ont utilisé un porte-à-faux comme moyen de régler leur laser.

Le résultat est un appareil capable de produire un faisceau térahertz, mais pas d'une manière qui pourrait être utilisable dans des applications quotidiennes. Après avoir produit quatre prototypes et les avoir testés sous divers scénarios, l'équipe croit leur appareil, qu'ils décrivent comme une « preuve de concept » peut être modifié pour permettre de contrôler la tension appliquée à chaque fente, ce qui offrirait un contrôle beaucoup plus important. Il y a aussi un problème, Polini fait remarquer, en ce qui concerne l'épaisseur du polymère, il empêche la pointe sous le cantilever de se rapprocher suffisamment de la feuille de graphène pour permettre un contrôle précis.

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