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Une équipe dirigée par l'Université du Minnesota a, pour la première fois, conçu un matériau atomiquement mince capable d'absorber près de 100 % de la lumière à température ambiante, une découverte qui pourrait améliorer un large éventail d'applications allant des communications optiques à la technologie furtive.

Leur article est publié dans Nature Communications, une revue scientifique à comité de lecture qui couvre les sciences naturelles et l'ingénierie.

Les matériaux qui absorbent presque toute la lumière incidente (c’est-à-dire que peu de lumière les traverse ou se reflète) sont précieux pour les applications impliquant la détection ou le contrôle de la lumière.

"Les communications optiques sont utilisées dans pratiquement tout ce que nous faisons", a déclaré Steven Koester, professeur au Collège des sciences et de l'ingénierie et auteur principal de l'article. « Internet, par exemple, dispose de détecteurs optiques connectant des liaisons par fibre optique. Cette recherche a le potentiel de permettre à ces communications optiques d’être effectuées à des vitesses plus élevées et avec une plus grande efficacité.

Les chercheurs ont rendu possible cet « absorbeur presque parfait » en utilisant une technique appelée imbrication de bandes pour manipuler les propriétés électriques déjà uniques d’un matériau composé de seulement deux à trois couches d’atomes. Leur méthode de fabrication est simple, peu coûteuse et ne nécessite aucune méthode de nanostructuration, ce qui signifie qu'elle est plus facile à mettre à l'échelle que celle d'autres matériaux absorbant la lumière étudiés.

"Le fait que nous soyons capables d'obtenir cette absorption de lumière presque parfaite à température ambiante avec seulement deux ou trois couches atomiques de matériau est vraiment l'innovation clé ici", a déclaré Tony Low, professeur agrégé au Collège des sciences et de l'ingénierie. "Et nous avons pu le faire sans utiliser de techniques de modélisation complexes et coûteuses, ce qui pourrait nous permettre de fabriquer des absorbeurs parfaits de manière plus réalisable et plus rentable."

Cette recherche a été financée par le programme Designing Materials to Revolutionize and Engineer our Future de la National Science Foundation et par la National Research Foundation de Corée. Une partie du travail a été menée au Minnesota Nano Center, financé par la NSF, dont Koester est également le directeur.