Il est difficile de conjuguer la nanophotonique ultrarapide à la femtoseconde (fs) et les circuits électroniques, du fait de l’extrême rapidité des signaux optiques dont les fréquences atteignent plusieurs centaines de THz. La nanoélectronique « traditionnelle » est simplement trop lente pour abaisser ces fréquences à des niveaux exploitables.

En effet, l’électronique classique autorise des fréquences atteignant près de 100 GHz quand l'opto-électronique commence à 10 THz. L'intervalle intermédiaire est appelé « terahertz gap » (ou « vide térahertz » en français) car les composants nécessaires à la production, la conversion et la détection des signaux ont été extrêmement difficiles à mettre en œuvre.

Développé au sein de l’université technique de Munich (TUM), un nouveau procédé fait appel à des antennes dites « plasmoniques » pour tenter de combler ce vide. Les chercheurs ont ainsi pu produire des impulsions électriques dans la bande des 10 THz à l'aide d'une puce en saphir.

L'article consacré au projet est assez technique, mais voici ce que j’en ai retenu :

De petites antennes asymétriques (plasmoniques) destinées à amplifier la lumière sont placées à la surface de la puce électronique. Lorsqu'elle est atteinte (excitée) par une courte impulsion optique en infrarouge proche (14 fs), l'antenne de l'émetteur émet des électrons qui survolent la surface de la puce vers l'antenne de réception, suscitant ainsi une impulsion électronique au-dessous d'elles, dans les bandes macroscopiques créées à la surface de la puce. Ce dispositif devrait permettre une bande passante de signal atteignant 10 THz.

Les lecteurs qui souhaiteraient approfondir peuvent se référer directement à l'article. Ceux qui souhaitent corriger ma synthèse peuvent publier leurs commentaires juste au-dessous de l'article.

Image : Christoph Hohmann / NIM, Holleitner / TUM