La nanophotonique est la science qui étudie le comportement de la lumière à l’échelle nanométrique. Les chercheurs en nanophotonique tentent de comprendre et de contrôler l’émission de lumière, sa détection et son guidage en développant des dispositifs dont les dimensions sont le plus souvent inférieures à la centaine de nanomètres. Les avancées dans ce secteur doivent beaucoup aux progrès de notre connaissance et de notre contrôle de la matière à l’échelle submicronique et elles sont associées à celles de la microélectronique et de la nanoélectronique, puisque ce sont le plus souvent les mêmes matériaux et les mêmes techniques qui sont utilisés.
Les recherches en nanophotonique couvrent un très large domaine d’activité, et connaissent actuellement un développement croissant en raison des nombreuses applications potentielles envisagées dans des domaines aussi différents que les sciences de l’information et la médecine.
L’objectif de ce nouveau dossier Sciences Physiques Etats-Unis est de tenter de dresser un panorama de l’activité nanophotonique dans les laboratoires aux Etats-Unis, certes non exhaustif, mais qui en dégage les principales tendances et souligne les principaux acteurs. On décrit tout d’abord la nanophotonique sur silicium qui, tout comme la microélectronique occupe une place à part, et ouvre des perspectives d’applications à relativement court terme. Nous aborderons ensuite la plasmonique qui connaît depuis 5 ans un intérêt croissant à travers le monde. Nous nous intéresserons finalement aux recherches menées sur d’autres types de matériaux et de nano objets, comme les nanotubes, nanofils et quantum dots, dont la plupart des applications semblent relever du plus long terme.
Au sommaire de ce dossier Sciences Physiques Etats-Unis :
1. Nanophotonique sur silicium
1.1 Définition
1.2 Enjeux
1.3 Les fonctions optiques sur silicium
1.3.1 L’émission de lumière
1.3.2 Transport, traitement et stockage de lumière
1.3.3 Vers les premiers routeurs optiques intégrés
1.4 Luxtera, une start-up aux grandes ambitions
2. La plasmonique
2.1 Définition
2.2 Exemples de recherches en cours
2.3 Le point de vue du chercheur : Eli Yablonovitch
3. Nanophotonique et nanotubes de carbone
3.1 Propriétés et applications potentielles
3.2 les principaux axes de recherche
4. Des nanofils pour contrôler la lumière
4.1 Des propriétés intéressantes pour la nanophotonique
4.2 les nanofils comme guides d’onde
4.3 L’émission de lumière
4.4 Les dispositifs détecteurs de lumière
5. Nanoparticules et boites quantiques
5.1 Définitions
5.2 les nanoparticules pour la nano-biophotonique
5.2.1 les nanoparticules métalliques
5.2.2 les nanoparticules semiconductrices
5.3 les autres applications des nanoparticules semiconductrices
5.4 les Quantum Dots épitaxiés ou îlots semiconducteurs
6. Développement et commercialisation
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Ce dossier sera également suivi d’une mission, qui aura lieu fin mars 2007 en Californie, et à laquelle nous convierons 9 spécialistes français du domaine. Deux ateliers seront organisés à Stanford et UCSB avec les meilleurs chercheurs de ces universités, et nous visiterons plusieurs instituts et laboratoires : Caltech, le CNSI à Los Angeles, la Molecular Foundry à Berkeley, les laboratoires HP… Cette mission permettra d’une part de promouvoir la recherche française en nanophotonique, d’autre part de créer des liens entre les groupes de recherche, ce qui pourrait idéalement aboutir à des collaborations, et enfin de faire un état de l’art précis des recherches américaines dans ce domaine.
Auteurs : OCHOA Daniel – HERINO Roland – FAYOL Romaric – ALLEGRE Raphaël
Ambassade de France aux Etats-Unis – 20 pages – 13/02/2007
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Code brève
ADIT : 41355
