Lacroix des lasers aux panneaux solaires en passant par les LED. Mais l’interaction est intrinsèquement faible en raison d’un décalage d’échelle majeur : une longueur d’onde de lumière noticeable est environ 1 000 fois furthermore grande qu’un électron, de sorte que la façon dont les deux choses s’affectent est limitée par cette disparité.
La découverte a des implications potentielles pour les programs commerciales et la recherche scientifique fondamentale, même si elle nécessitera as well as d’années de recherche pour la rendre pratique.
dans un posting des write-up-doctorants du MIT Yi Yang (maintenant professeur adjoint à l’Université de Hong Kong) et Charles Roques-Carmes, des professeurs du MIT Marin Soljačić et John Joannopoulos, et de cinq autres au MIT, Université de Harvard et Technion-Israel Institute of Technological innovation.
une plaque de silicium sur un isolant, gravé avec un réseau de trous à l’échelle nanométrique – ils pourraient prédisent théoriquement une émission additionally forte de plusieurs ordres de grandeur que ce qui serait normalement achievable dans le rayonnement Smith-Purcell conventionnel. Ils ont également enregistré expérimentalement une multiplication par cent du rayonnement dans leurs mesures de preuve de thought.
Cela peut le rendre particulièrement utile pour créer des resources d’émission à des longueurs d’onde difficiles à produire efficacement, notamment les ondes térahertz, la lumière ultraviolette et les rayons X.
L’équipe a jusqu’à présent démontré l’amélioration au centuple de l’émission en utilisant un microscope électronique réutilisé pour fonctionner comme une source de faisceaux d’électrons.
Le même processus pourrait également être utilisé dans la direction opposée, en utilisant des ondes lumineuses résonnantes pour propulser les électrons, augmentant leur vitesse d’une manière qui pourrait potentiellement être exploitée pour construire des accélérateurs de particules miniaturisés sur une puce. Ceux-ci pourraient à terme être en mesure de remplir certaines fonctions qui nécessitent actuellement des tunnels souterrains géants, comme le Grand collisionneur de hadrons de 30 kilomètres de large en Suisse.
“Si vous pouviez réellement construire des accélérateurs d’électrons sur une puce”, déclare Soljačić, “vous pourriez créer des accélérateurs beaucoup as well as compacts pour certaines des purposes d’intérêt, qui produiraient encore des électrons très énergétiques. Ce serait évidemment énorme. vous n’auriez pas à construire ces énormes installations.”
explique Roques-Carmes.
explique Yang. “C’est l’une des orientations futures les furthermore excitantes de notre travail.”
Il reste encore beaucoup à faire pour traduire ces nouvelles découvertes en dispositifs pratiques, prévient Soljačić. Cela peut prendre quelques années pour développer les interfaces nécessaires entre les composants optiques et électroniques et comment les connecter sur une seule puce, et pour développer la source d’électrons sur puce nécessaire produisant un front d’onde continu, entre autres défis.
“La raison pour laquelle c’est excitant”, ajoute Roques-Carmes, “c’est parce qu’il s’agit d’un kind de source assez différent.” Alors que la plupart des technologies de génération de lumière sont limitées à des gammes de couleurs ou de longueurs d’onde très spécifiques, et “il est généralement difficile de déplacer cette fréquence d’émission. Ici, c’est complètement réglable. En changeant simplement la vitesse des électrons, vous pouvez changer la fréquence d’émission…. Cela nous passionne quant au potentiel de ces resources. Parce qu’elles sont différentes, elles offrent de nouveaux types d’opportunités.”
Mais, conclut Soljačić, “pour qu’elles deviennent vraiment compétitives avec d’autres varieties de sources, je pense qu’il faudra encore quelques années de recherche. Je dirais qu’avec un exertion sérieux, dans deux à cinq ans, elles pourraient commencer à être compétitives dans au moins certaines zones de rayonnement.”
L’équipe de recherche comprenait également Steven Kooi de l’Institute for Soldier Nanotechnologies du MIT, Haoning Tang et Eric Mazur de l’Université de Harvard, Justin Beroz du MIT et Ido Kaminer du Technion-Israel Institute of Technologies. Le travail a été soutenu par le US Army Investigate Business par l’intermédiaire de l’Institute for Soldier Nanotechnologies, le US Air Force Office of Scientific Study et le US Office of Naval Study.
