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Si la spectroscopie térahertz présente un fort potentiel d’applications notamment en matière de surveillance de l’environnement et de contrôle de la sécurité, elle ne permet pas d’étudier des nanocristaux ou des molécules avec des concentrations extrêmement faibles. Une équipe internationale dirigée par le professeur Luca Razzari du Centre Énergie Matériaux Télécommunications de l’INRS a réussi à dépasser cette limite en améliorant la sensibilité de cette technique à l’aide de nanostructures métalliques, comme le montre un article paru en janvier 2015 dans Nano Letters.
Les rayons térahertz (T) ont des propriétés singulières d’un grand intérêt pour identifier des molécules complexes et des nanomatériaux. Toutefois, la grande longueur d’onde associée au rayonnement T entrave de manière significative son interaction avec les nano-objets tels que les nanoparticules, les nanofils, les nanotubes ou de grandes molécules d’intérêt biologique. Pour s’affranchir de cette limite, les chercheurs ont utilisé des nano-antennes pour renforcer la spectroscopie térahertz, en exploitant une stratégie déjà employée avec succès, par exemple dans la spectroscopie Raman exaltée par effet de surface (SERS).
Ils ont ainsi démontré avec succès qu’il est possible de révéler la signature spectroscopique d’une monocouche de nanocristaux semi-conducteurs et d’augmenter leur absorption de plus d’un million de fois lorsque placés dans les nanocavités des antennes. La méthode unique qu’ils proposent pour concentrer la lumière terahertz dans des nanovolumes ouvre de nouvelles perspectivesde recherche à l’échelle nanométrique et élargit le champ des applications tant en spectroscopie qu’en optique non linéaire.
À propos de cette publication
Les résultats de cette recherche ont été publiés dans un article paru dans Nano Letters(janvier 2015) et ayant pour titre « Squeezing Terahertz Light into Nanovolumes : Nanoantenna Enhanced Terahertz Spectroscopy (NETS) of Semiconductor Quantum Dots ». Des chercheurs québécois, italiens et de l’Arabie Saoudite ont pris part à cette recherche cofinancée par le Conseil de recherches en sciences et en génie du Canada (CRSNG) et le Fonds de recherche du Québec –Nature et technologies (FRQNT). DOI : 10.1021/nl503705w
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