Une première étape vers les transistors optiques?
Au moment où la demande en matière de capacité informatique et communicationnelle augmente, l’infrastructure mondiale des communications a du mal à suivre, car les signaux lumineux transmis par les lignes à fibres optiques doivent encore être traités électroniquement, ce qui congestionne les réseaux de ³Ùé±ô鳦´Ç³¾³¾³Ü²Ô¾±³¦²¹³Ù¾±´Ç²Ô²õ.
Si l’idée de mettre au point un transistor optique pour résoudre ce problème semble séduisante pour les scientifiques et les ingénieurs, elle demeure une vision difficile à cerner, et ce, en dépit de nombreuses années d’expériences réalisées au moyen de diverses approches. Des chercheurs de l’Université McGill ont franchi une première étape importante vers la réalisation de ce type de transistor en découvrant une nouvelle façon de contrôler la lumière dans des nanocristaux semi-conducteurs appelés « points quantiques ».
Publiés récemment en ligne dans la revue scientifique Nano Letters, les résultats d’une étude réalisée par le doctorant Jonathan Saari, le professeur Patanjali (Pat) Kambhampati et leurs collègues du Département de chimie de l’Université McGill montrent que la modulation tout optique et la fonction logique booléenne fondamentale – étapes clés du traitement et de la génération des signaux – peuvent être obtenues au moyen d’impulsions laser pour la manipulation de la physique quantique des nanocristaux semi-conducteurs.
« Nous avons découvert que ces nanocristaux pourraient constituer une toute nouvelle plateforme en matière de logique optique », affirme Jonathan Saari. « Nous n’en sommes qu’aux balbutiements, mais cette découverte pourrait représenter une étape importante vers la conception de transistors optiques. »
Les points quantiques trouvent déjà des applications dans des domaines tels que le photovoltaïque, les diodes électroluminescentes, les lasers et l’imagerie biologique. La dernière découverte de l’équipe du professeur Kambhampati semble ouvrir la voie à de nouvelles utilisations importantes des points quantiques, selon la capacité de ces nanocristaux à moduler la lumière en fonction de systèmes de portes optiques.
« Ces résultats démontrent la validité du concept », précise le professeur Kambhampati. « Nous travaillons maintenant à étendre ces données aux dispositifs intégrés et à créer des portes plus complexes dans l’espoir de mettre au point un véritable transistor optique. »
Ces observations s’appuient sur un article publié en 2009 dans la revue Physical Review Letters par l’équipe du professeur Kambhampati. Les chercheurs avaient alors découvert des propriétés d’amplification de la lumière propres aux points quantiques, structures sphériques aux dimensions nanométriques dotées de propriétés optiques liées à la taille, comme l’absorption et la photoluminescence.
Les travaux dont il est fait mention dans l’article publié dans la revue Nano Letters ont été financés par la Fondation canadienne pour l’innovation, le Conseil de recherches en sciences et en génie du Canada et le Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies.
Pour consulter l’étude :