Matériaux à changement de phase (PCM) pour la réalisation de dispositifs térahertz reconfigurables

Discipline

Electronique, microelectronique, optique et lasers, optoelectronique microondes robotique

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Dispositifs reconfigurables, Matériaux à changement de phase, GeTe, Activation optique, Térahertz

Mots-clés

Dispositifs optoélectroniques,

Rayonnement terahertz,

Transitions de phases

Les dispositifs multifonctionnels sont essentiels pour le développement de nouveaux appareils connectés intégrant de nouvelles applications dans tous les aspects de la vie quotidienne (réalité augmentée, réalité virtuelle, voitures à conduite autonome, villes intelligentes, etc.).Cependant, leur développement nécessite encore des fonctions agiles efficaces opérant dans le domaine térahertz. Les matériaux à changement de phase à base de chalcogénure avec des réponses large bande, des transitions non volatiles et réversibles entre les phases isolantes (amorphes) et conductrices (cristallines) ont été étudiés avec succès comme éléments agiles dans des applications photoniques ou électroniques.Dans ce manuscrit, nous proposons d'utiliser le tellurure de germanium (GeTe) comme élément agile pour la réalisation de dispositifs térahertz optiquement reconfigurables. Pour cela, nous avons démontré le contrôle optique d'états spécifiques du GeTe et caractérisé ses propriétés térahertz. L'excellent contraste des propriétés térahertz du matériau dans les deux états a été utilisé pour réaliser un métamatériau hybride basé sur des structures métalliques de type «split ring resonator» (SRR)intégrant des motifs de GeTe pouvant réaliser une modulation induite optiquement des ondes térahertz incidentes. Nous démontrons également la faisabilité de dispositifs térahertz entièrement diélectriques à base de GeTe présentant une réponse à large bande et des modulations élevées de la réponse térahertz. Ainsi, cette approche hautement fonctionnelle basée sur des dispositifs térahertz multi-opérationnels non-volatils contrôlés optiquement et intégrant des PCMs ouvre une nouvelle voie pour le développement de dispositifs dans le domaine térahertz comme les métasurfaces programmables ou les métamatériaux de codage entièrement diélectrique avec des capacités multifonctionnelles pour la manipulation du champ térahertz.