De minuscules filaments de graphène chauffés à de très hautes températures émettent une lumière puissante. Ils ouvrent la voie à la fabrication d’écrans souples de quelques atomes d’épaisseur.
On a mis au point un système permettant d’allumer des filaments de graphène, ce matériau cristallin découvert il y a un peu plus de dix ans et dont les applications nombreuses pourraient révolutionner l’électronique.
Leur découverte pourrait conduire à de nouveaux types d’écran ultra fins et à des puces électroniques utilisant des signaux optiques
Une lumière d’une intensité exceptionnelle
Le dispositif mis au point par les chercheurs est des plus simples : de très fins filaments de graphène sont reliés à des électrodes métalliques et suspendus au-dessus d’un substrat en silicium. Quand du courant circule entre les électrodes, les filaments qui sont invisibles à l’œil nu émettent une puissante lumière qui, elle, n’échappe pas au regard. Cette puissante intensité lumineuse est due au fort échauffement des filaments dont la température atteint près de 2500 °C. Une telle chaleur est susceptible de faire fondre les structures métalliques de soutien mais plus le graphène est chauffé et moins il conduit efficacement la chaleur, ce qui fait que cette dernière est cantonnée au centre des filaments.
SPECTRE. En étudiant le spectre de la lumière ainsi produite les chercheurs se sont aperçus que le graphène rayonnait à des longueurs d’ondes imprévues. En fait, c’est le résultat d’interférences entre la lumière émise par les filaments et les photons qui rebondissent sur le substrat de silicium et traverse ensuite le réseau de filaments. Cela n’est possible que parce que le graphène est transparent contrairement à tous les autres filaments. Encore mieux, en faisant varier la distance du substrat on peut régler le spectre d’émission. Autrement dit, obtenir une lumière colorée ou des infrarouges. Les propriétés optiques du graphène ont déjà été exploitées et dernièrement la première ampoule et certainement la plus petite à graphène a vu le jour à l’université de Manchester.
Cette découverte ne devrait cependant pas conduire à de nouveaux dispositifs d’éclairage. Elle sera plutôt exploitée en électronique et pourrait aboutir à la fabrication de circuits imprimés dans lesquels des signaux optiques remplacent le courant électrique. A plus long terme, des écrans souples, transparent et de quelques atomes d’épaisseur pourraient être conçus grâce à ces filaments de graphène. Mais beaucoup d’autres applications sont possible, par exemple des micro-plaques de cuissons qui peuvent s’échauffer à des milliers de degrés en quelques secondes. Elles permettraient d’étudier les réaction chimiques à haute température ou la catalyse.
