Matériaux optiques nanotexturés faits avec des faisceaux d'ions lourds et énergétiques

 

Sjoerd Roorda

Université de Montréal

 

Domaine : matériaux

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2013-2014

Quand des ions lourds (p.e. Cu, Ag, Au) de haute énergie (plusieurs dizaines de MeV) frappent un solide isolant, ils créent un trace cylindrique longue et mince de dommages dans la structure électronique.

Comme cette trace est beaucoup plus sensible aux gravures chimiques que le même solide non-irradié, la combinaison d'irradiation par ce type d'ion et une attaque chimique mènent à la formation de cylindres vides (de longueur de plusieurs micromètres et de diamètre d'une dizaine de nm) dans un isolant autrement in-affecté. Nous cherchons à explorer un nombre d'applications de cette technique de nano-texturation en vue de créer de nouveaux dispositifs optoélectroniques. Dans le visible et l'infrarouge proche, nous allons concevoir et fabriquer en 2D et 3D des matériaux désordonnés et « hyperuniform » ainsi que des matériaux désordonnés hyperuniformes décorés de nanoparticules métalliques présentant de larges Bandes Interdites Photoniques (BIP).

De plus, nous explorerons la possibilité d'obtenir des modes résonants hautement délocalisés au sein de tels systèmes BIP désordonnés, un phénomène jamais démontré à ce jour. Dans le moyen-infrarouge, les matériaux diélectriques nano-perforés seront employés en tant que diélectriques hautement poreux et à faible indice de réfraction pour le design de circuits photoniques dans le moyen-infrarouge.