01/12/2015 - ZOTERAC, un projet qui permettrait de remplacer les rayons X conventionnels dans de nombreuses applications

Menéame

Un projet européen de recherche intitulé ZOTERAC aspire à inaugurer une nouvelle ère dans l'émission et la détection des radiations de térahertz (THz). La technologie qui apparaît pourrait remplacer les rayons X conventionnels dans le domaine de la médecine. Il servirait également, entre autres, à améliorer la détection des armes et des explosifs.

Adrian Hierro, du Institut des systèmes optoélectroniques et des microtechnologies (ISOM), leadership de la participation Université polytechnique de Madrid (UPM) dans ce projet, auquel participent cinq institutions de quatre pays européens.

Projet Zoterac

L'objectif de ZOTERAC - acronyme de Zinc Oxyde For TeraHertz Cascade Devices (oxyde de zinc pour dispositifs de cascade dans les térahertz) - est de développer, par nanoingénierie, des semi-conducteurs basés sur l'oxyde de zinc (ZnO) pour obtenir, d'une part, des lasers à térahertz émettant une puissance de mW à température ambiante et, d'autre part, des photodétecteurs de THz fonctionnant à des températures supérieures à la technologie actuelle de GaAs. Ces dispositifs sont basés sur le concept de cascade quantique et profitent des propriétés uniques du ZnO pour obtenir un fonctionnement à haute température.

Dans la région hétérogène des térahertz, qui se trouve entre les régions infrarouge et micro-ondes, il y a beaucoup de matériaux qui sont semi-transparents et qui peuvent être détectés, identifiés et analysés. Cela ouvre la voie à ces rayonnements non-ionisants pour trouver de nouvelles applications dans le domaine de la médecine, où ils pourraient remplacer les rayons X conventionnels pour la radiologie, la détection efficace du cancer épithélial ou l'obtention d'une image dentaire améliorée.

De même, la capacité de détecter les armes et les explosifs, même cachés avec du papier, du plastique, du bois ou même du béton, fait des THz l'une des gammes les plus excitantes du spectre électromagnétique. Le rayonnement de THz trouve également des applications dans les domaines de l'astrophysique, de la biologie, de l'inspection alimentaire, du contrôle des processus ou de la détection des drogues, car de nombreuses molécules ont des absorptions caractéristiques dans la gamme des THz.

Cependant, la gamme des THz est souvent appelée "la brèche des THz" en raison de l'absence de dispositifs semi-conducteurs compacts dans cette plage de fréquences. L'une des conditions préalables à l'apparition d'applications pour le public dans la gamme stratégique des THz est la disponibilité de sources semi-conducteurs compactes fonctionnant à température ambiante, ce qui est hors de portée de la technologie actuelle basée surGaAs.

Les candidats les plus prometteurs pour devenir les dispositifs de THz de demain sont les lasers et photodétecteurs basés sur le phénomène de cascade quantique, un concept proposé au début des années 70 du siècle dernier. L'objectif de ZOTERAC est le développement de ces dispositifs, mais pas simplement en proposant de petites améliorations par rapport à la performance des dispositifs de cascade quantique actuels, mais avec une stratégie radicalement nouvelle et briseuse basée sur une nouvelle famille de matériaux: la famille du ZnO.
 

Financement du projet

Le projet ZOTERAC, qui a démarré en septembre dernier, bénéficie d'un financement de 3,8 millions d'euros, accordé par l'Union européenne dans le cadre de son programme Horizon 2020. L'UPM est accompagnée de quatre institutions de premier plan dans son domaine: le Centre National de la RechercheScientifique - Centre de Recherche sur l'Hétéro-Epitaxie et ses Applications (CNRS-CHRHEA), coordinateur du projet; l'Université Paris Sud - Institutd'Électronique Fondamenale(UPS-IEF), la TechnischeUniversitätWien (TUW) et l'EidgenoessischeTechn ischeHochschuleZürich (ETH).

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UPM

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