Un nouveau moyen de contrôler la lumière terahertz pour des électroniques plus rapides

Le 8 septembre 2025 rapport par Paul Arnold, Phys.org rédacteur contributeur édité par Lisa Lock, révisé par Robert Egan éditeur scientifique éditeur associé Cet article a été examiné selon le processus éditorial et les politiques de Science X. Les éditeurs ont souligné les attributs suivants tout en garantissant la crédibilité du contenu : vérifié par des faits publication évaluée par des pairs source fiable corrigé Dans une percée pour les technologies de nouvelle génération, les scientifiques ont appris comment contrôler précisément le comportement de petites ondes de lumière et d'électrons, ouvrant la voie à des communications plus rapides et à des dispositifs quantiques. Contrôler la lumière à l'échelle la plus petite est essentiel pour créer des dispositifs incroyablement petits, rapides et efficaces. Au lieu de fils et circuits encombrants, nous pouvons utiliser la lumière pour transmettre des informations. Un défi de cette approche est que la lumière, avec sa longueur d'onde relativement grande, n'est pas facilement confinée dans des espaces restreints. Cependant, dans une étude publiée dans le journal Light: Science & Applications, les chercheurs ont développé une méthode pour contrôler de petites ondes de lumière et d'électrons appelées polaritons plasmoniques de Dirac (DPP). Contrairement à la lumière standard, les DPP peuvent s'infiltrer dans de petits espaces des centaines de fois plus petits que leur longueur d'onde naturelle. Cela signifie que la lumière peut être confinée et guidée dans des dispositifs à l'échelle nanométrique. Dans cette nouvelle recherche, les scientifiques ont démontré comment ils contrôlaient les DPP dans la plage de fréquences terahertz (THz). Cette région est située entre les micro-ondes et la lumière infrarouge dans le spectre électromagnétique et est largement inexploitée. L'équipe de recherche a pu contrôler ces ondes en utilisant une classe spéciale de nanomatériaux appelés isolants topologiques (TIs). Les TIs sont uniques car leur intérieur se comporte comme un isolant électrique tandis que la surface agit comme un conducteur. Plus précisément, les chercheurs ont travaillé avec un matériau avancé appelé Bi2Se3 épitaxial. Ils ont disposé de minuscules bandes de ce matériau côte à côte avec des espaces entre eux. Ajuster les espaces a eu deux conséquences importantes. Premièrement, ils ont pu ajuster ou contrôler la longueur d'onde des ondes, la raccourcissant d'environ 20%. Deuxièmement, ils ont prolongé la longueur d'atténuation de plus de 50%. Il s'agit de la distance que les ondes peuvent parcourir avant de perdre une quantité significative d'énergie. Ces deux réalisations ont abordé les principaux défis de l'utilisation des DPP (momentum plus élevé qu'un faisceau lumineux régulier et perte d'énergie rapide), les rendant plus pratiques pour des applications concrètes. "Nos résultats démontrent qu'il est possible de personnaliser la réponse spectrale des résonateurs THz à base de Bi2Se3 en ajustant l'espacement. Cette connaissance peut être adoptée comme stratégie de conception pour la mise en œuvre d'architectures basées sur TI", ont écrit les chercheurs dans leur étude. Cette percée dans le contrôle des ondes lumineuses pourrait conduire à la création de dispositifs THz réglables et écoénergétiques. Les ondes THz peuvent transporter plus de données que le Wi-Fi actuel ou la 5G, ce qui signifie des téléchargements ultra-rapides et un réseau plus sécurisé. La technologie pourrait également permettre des images médicales plus claires et plus sûres et fournir les fondations pour des ordinateurs quantiques plus puissants. Écrit pour vous par notre auteur Paul Arnold, édité par Lisa Lock, vérifié par les faits et révisé par Robert Egan - cet article est le résultat d'un travail humain méticuleux. Nous comptons sur des lecteurs comme vous pour maintenir en vie un journalisme scientifique indépendant. Si ce rapport est important pour vous, veuillez envisager un don (surtout mensuel). Vous obtiendrez un compte sans publicité en guise de remerciement. Plus d'informations : Leonardo Viti et al, Suivi des polaritons plasmoniques terahertz avec une dispersion réglable par conception dans les méta-éléments isolants topologiques, Light: Science & Applications (2025). DOI: 10.1038/s41377-025-01884-0 Informations sur la revue : Light: Science & Applications © 2025 Science X Network