Réalisation et optimisation de composants photoniques à base de nanotubes de carbone

Abstract

International audienceLa fluorescence des nanotubes de carbone (NTC) semiconducteurs a pu être observée pour la première fois en 2002 par O'Connell et al. [1], grâce à une mise en suspension micellaire des NT monoparois limitant les interactions entre les NTC semiconducteurs (SC) et métalliques (M). En effet, quelle que soit leur méthode de synthèse, les NTC sont statistiquement répartis en 1/3 de NTC M et 2/3 de NTC SC. De plus, les techniques récentes de séparation de ces deux types (parmi elles, la réaction chimique sélective en polymère à base de fluorène [2]) permettent d'exploiter les propriétés optiques des NTC SC et ouvrent la voie à l'optimisation de fonctions optiques, telles que l'absorption ultra-rapide, l'émission ultra-stable et la propagation guidée de photons. Nous présentons ici nos études sur la dynamique de l'absorption des NTC [3], en comparaison directe à d'autres nanomatériaux SC (puits quantiques à hétérostructures semiconductrices III-V) conventionnellement utilisés dans les applications télécoms, la stabilité de la photoluminescence des NTC en température et en puissance [4] , ainsi que leur intégration dans un guide d'onde optique, qui a abouti à la 1 ère observation de photoluminescence guidée des NTC à 1,55um [5]., « Guided Photoluminescence from Integrated Carbon-Nanotube-Based Optical Waveguides », Advanced Materials 2015, pp 6181-6186. Figure 1: Design, fabrication technologique et caractérisation d'un guide optique à base de NTC [5]