09/02/2012 - Graphène qui absorbe toute la lumière

Menéame

Le graphène, le matériau de mode, fait d’une couche d’un seul atome de carbone dont la découverte a été méritée par le Nobel il y a quelques années, est devenu l’objet de recherches dans de nombreux laboratoires du monde qui le trouvent de plus en plus de propriétés exceptionnelles.

Une équipe dirigée par des scientifiques espagnols vient d’annoncer la découverte d’un effet étrange avec ce matériau: elle est capable d’absorber toute la lumière dans sa monocouche atomique, et la lumière dans différentes couleurs. En plus de son intérêt purement scientifique, la découverte a des applications intéressantes potentielles pour développer des photocapteurs infrarouges, par exemple, et F. Javier García Abajo (Institut de chimie-physique "Rocasalano ," Madrid) et ses collègues ont déjà déposé une demande de brevet presque tout en publiant leurs recherches dans la revue Physical Review Letters.

Son travail est théorique, pas expérimental, mais il a un énorme intérêt pratique. Les photodétecteurs doivent saisir la plus grande lumière possible et refléter le minimum pour être efficaces. Le grafène, d’une épaisseur d’une seule couche atomique, réalise étonnamment cet effet de manière appropriée. Des photos-capteurs pour le système de sécurité (qui sont activés par la lumière), des caméras de nuit, des biosenseurs ou même des panneaux solaires photovoltaïques qui utilisent le rayonnement infrarouge peuvent bénéficier de cette découverte.

Bien que, pour l’instant, les calculs de ces chercheurs se limitent à la gamme de l’infrarouge moyen à proche, ils estiment que Il sera facile d’étendre cette propriété vers d’autres longueurs d’onde.

Pour parvenir à cette absorption totale du grafène, Garcia de Abajo et ses collègues Sukosin Thongrattanasiri (Institut de chimie-physique Rocasolano) et Frank Koppens (Institut des Sciences Fotoniques, ICFO, Barcelone) configurent le matériau avec une disposition périodique de structures qui interagissent fortement avec la lumière en l’enfermant dans des régions qui sont des centaines de fois plus petites que sa longueur d’onde.

Pour obtenir l’effet, le graphène doit être chargé électriquement et cela est réalisé avec des connexions électriques qui permettent en outre de sélectionner la couleur de la lumière absorbée. La disposition des structures doit être très précise: si elles sont trop proches, la lumière peut se refléter et si elles sont bien trop loin les unes des autres, l’absorption sera insuffisante.

Les chercheurs envisagent maintenant d’explorer de nouvelles propriétés optiques extraordinaires du graphène.
 

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