Un nouveau matériau mis au point par des chercheurs de l’université Purdue aux États-Unis permet de fabriquer des câbles et d’autres dispositifs qui utilisent la communication optique pour transmettre des informations dix fois plus vite que les technologies actuelles, comme la fibre optique.
Le matériau est un type de nanoparticule plasmonique, faite d’oxyde de zinc dopé à l’aluminium (AZO). Grâce à ses propriétés optiques, il est possible de contrôler la réflexion de la lumière de 40 % en consommant moins d’énergie que les autres types de semi-conducteurs. Ce contrôle est important car les données peuvent alors être transmises et encodées, selon le chercheur Nathaniel Kinsey.
La consommation d’énergie plus faible pour la transmission de données à haut débit est également pratique, car la dissipation de chaleur est également faible. Si cela ne se produit pas, “le matériau deviendra très chaud et fondra lorsque vous ferez tourner [des impulsions électriques] à grande vitesse”, ajoute Kinsey.
Les chercheurs ont quand même réussi à faire fonctionner le matériau dans le spectre infrarouge, la norme utilisée pour les communications optiques. Ainsi, il correspond à la norme CMOS (métal-oxyde-semiconducteur complémentaire) de l’industrie et a plus de chances de parvenir sur le marché dans un avenir pas trop lointain.
Il a également été possible, avec ce matériau, de créer un transistor optique qui utilise la lumière au lieu de l’électricité pour amplifier les signaux et contrôler l’énergie. De nos jours, les transistors sont généralement en silicium.
Que signifie cette évolution ? En bref, le cycle de transfert d’électrons dans les bandes de valence des semi-conducteurs est très rapide : les films AZO ont terminé ce cycle en 350 femtosecondes (1×10-15 seconde), ce qui est 5 000 fois plus rapide que le silicium cristallin. Cette fois-ci, c’est un peu comme ce qu’il faut de lumière pour traverser une feuille de papier et a surpris les chercheurs universitaires.
