Un monde ultrarapide capturé avec des films ultrafins

Crédit : Université Heriot-Watt

Un film de seulement 250 nanomètres ou 0,00025 mm d’épaisseur a donné aux scientifiques un aperçu du monde ultrarapide.

Le film est composé d’oxydes conducteurs transparents, une classe de matériaux couramment utilisés pour les écrans tactiles des smartphones et les systèmes photovoltaïques.

Des experts en nanophotonique de l’Institut de photonique et de sciences quantiques de Heriot-Watt ont prouvé que ces matériaux peuvent capturer et mesurer des événements ultrarapides bien mieux que les systèmes actuels.

Cela pourrait conduire à des percées dans de nombreux domaines scientifiques, notamment la biologie cellulaire et la chimie, où les réactions se produisent et doivent être capturées en un millionième de milliardième de seconde.

Les découvertes sont rapportées dans Communication Nature

dr. Marcello Ferrera, professeur adjoint de nanophotonique à l’Université Heriot-Watt, a dirigé les travaux aux côtés de collègues de l’Université de Glasgow et de l’Université Purdue aux États-Unis.

“Les films ultra-minces que nous avons utilisés sont des matériaux à indice zéro. La lumière se comporte complètement différemment dans ces matériaux car l’indice de réfraction, qui est la façon dont nous décrivons l’interaction entre la lumière et la matière, se rapproche de zéro. C’est une condition très difficile à atteindre en commun. matériaux.

“Cela ouvre un monde de possibilités car lorsque l’indice est si petit, le matériau commence à être très sensible aux stimuli lumineux ultra-rapides.

“Nous avons utilisé cette susceptibilité optique améliorée dans un système de déclenchement optique résolu en fréquence ou système FROG, qui est l’un des outils les plus fondamentaux pour mesurer l’évolution des événements optiques ultra-rapides.

“Le résultat final a été une amélioration remarquable de toutes les mesures clés, y compris la bande passante, la vitesse et l’efficacité énergétique.”

Ferrera souligne que son nouveau système repose sur des matériaux facilement disponibles et prêts à l’emploi. Cela signifie que la technologie peut passer rapidement du laboratoire à une application commerciale.

Il souligne un autre avantage du système.

“Ce nouveau FROG à indice zéro réduit les besoins énergétiques fondamentaux et fournit également un ensemble plus large d’informations optiques qui peuvent être utilisées dans l’apprentissage automatique pour améliorer la robustesse et la précision lors de la caractérisation d’événements ultra-rapides.”


De nouveaux matériaux polymères facilitent la fabrication d’interconnexions optiques


Plus d’information:
Wallace Jaffray et al, Caractérisation des impulsions ultra-rapides à indice proche de zéro, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-31151-4

Fourni par l’Université Heriot-Watt

Citation: Monde ultrarapide capturé avec des films ultraminces (2022, 28 juin) récupéré le 28 juin 2022 sur https://phys.org/news/2022-06-ultrafast-world-captured-ultrathin.html

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