{"id":56728,"date":"2023-03-15T11:02:21","date_gmt":"2023-03-15T09:02:21","guid":{"rendered":"https:\/\/www.iemn.fr\/?p=56728"},"modified":"2023-03-31T08:24:57","modified_gmt":"2023-03-31T06:24:57","slug":"detecteur-terahertz-micro-mecanique-a-temperature-ambiante-avec-un-temps-de-reponse-de-1%c2%b5s","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/newsletter\/detecteur-terahertz-micro-mecanique-a-temperature-ambiante-avec-un-temps-de-reponse-de-1%c2%b5s.html","title":{"rendered":"Room temperature micro-mechanical Terahertz detector with a response time of 1\u00b5s"},"content":{"rendered":"\n<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-1wy5crc-7ea17cd7bced7eea2e656f9fbe21b23e\">\n.flex_column.av-1wy5crc-7ea17cd7bced7eea2e656f9fbe21b23e{\nborder-radius:0px 0px 0px 0px;\npadding:0px 0px 0px 0px;\n}\n<\/style>\n<div  class='flex_column av-1wy5crc-7ea17cd7bced7eea2e656f9fbe21b23e av_one_full  avia-builder-el-0  el_before_av_one_full  avia-builder-el-first  first flex_column_div av-zero-column-padding  '     ><section  class='av_textblock_section av-lfup90g4-52e6ca16ca10747833c20ce1e0a7cac6 '   itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/BlogPosting\" itemprop=\"blogPost\" ><div class='avia_textblock'  itemprop=\"text\" ><h2 style=\"text-align: center;\"><span style=\"color: #800000;\">Un nouveau d\u00e9tecteur de radiation Terahertz (THz) a \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9 au sein de l\u2019\u00e9quipe Photonique THz de l\u2019IEMN, en collaboration avec la startup Vmicro, une spin-off du m\u00eame laboratoire.<\/span><\/h2>\n<\/div><\/section><\/div>\n\n<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-lfupjprq-d546cb3b818b18853330f0da01e66fc8\">\n.flex_column.av-lfupjprq-d546cb3b818b18853330f0da01e66fc8{\nborder-radius:20px 20px 20px 20px;\npadding:20px 20px 20px 20px;\nbackground-color:#ede2d0;\n}\n<\/style>\n<div  class='flex_column av-lfupjprq-d546cb3b818b18853330f0da01e66fc8 av_one_full  avia-builder-el-2  el_after_av_one_full  el_before_av_one_full  first flex_column_div  column-top-margin'     ><section  class='av_textblock_section av-lfup01qm-fd67932ba3cd357454ca407c1b51689c '   itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/BlogPosting\" itemprop=\"blogPost\" ><div class='avia_textblock'  itemprop=\"text\" ><p style=\"text-align: left;\"><strong><a href=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/visuel_detecteur.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft wp-image-57094 size-full\" src=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/visuel_detecteur.jpg\" alt=\"\" width=\"400\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/visuel_detecteur.jpg 400w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/visuel_detecteur-300x225.jpg 300w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/visuel_detecteur-16x12.jpg 16w\" sizes=\"auto, (max-width: 400px) 100vw, 400px\" \/><\/a>Fig. 1<\/strong> Dans le graphique est repr\u00e9sent\u00e9e la r\u00e9ponse en fr\u00e9quence du d\u00e9tecteur, mesur\u00e9e \u00e0 l\u2019aide d\u2019un laser \u00e0 cascade quantique \u00e0 2.5 THz, modul\u00e9 en amplitude (courbe noire). La courbe rouge est le r\u00e9sultat d\u2019un fit issu d\u2019un mod\u00e8le analytique. <strong>(a)<\/strong> Photo de Microscopie Electronique \u00e0 Balayage du d\u00e9tecteur enti\u00e8rement r\u00e9alis\u00e9 sur plateforme Silicon-on-Insulator (SOI). On distingue le microlevier suspendu en forme de \u00abU\u00bb. <strong>(b)<\/strong> Simulation du 1<sup>er<\/sup> mode de flexion hors-plan excit\u00e9 par la radiation THz incidente. <strong>(c)<\/strong> Vue en coupe du d\u00e9tecteur. La radiation THz incidente est focalis\u00e9e sur les antennes par une lentille hyper-h\u00e9misph\u00e9rique (en vert) en contact avec le substrat (en gris). Le faisceau laser pour la lecture optique \u00e0 1.55\u00b5m est r\u00e9fl\u00e9chi par l\u2019extr\u00e9mit\u00e9 du microlevier [1].<\/p>\n<\/div><\/section><\/div>\n\n<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-s4toxk-ac0980ce9d6d41e26a1207c0f3fcc579\">\n.flex_column.av-s4toxk-ac0980ce9d6d41e26a1207c0f3fcc579{\nborder-radius:0px 0px 0px 0px;\npadding:0px 0px 0px 0px;\n}\n<\/style>\n<div  class='flex_column av-s4toxk-ac0980ce9d6d41e26a1207c0f3fcc579 av_one_full  avia-builder-el-4  el_after_av_one_full  avia-builder-el-last  first flex_column_div av-zero-column-padding  column-top-margin'     ><section  class='av_textblock_section av-lfup01qm-fd67932ba3cd357454ca407c1b51689c '   itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/BlogPosting\" itemprop=\"blogPost\" ><div class='avia_textblock'  itemprop=\"text\" ><blockquote>\n<p>Le gamme THz manque cruellement de d\u00e9tecteurs fonctionnant \u00e0 temp\u00e9rature ambiante qui soient \u00e0 la fois sensibles et rapides. Les d\u00e9tecteurs actuellement sur le march\u00e9, tels que les thermopiles, les d\u00e9tecteurs pyro\u00e9lectriques, ou les bolom\u00e8tres silicium ont des temps de r\u00e9ponse allant typiquement de 10 \u00e0 100ms, ce qui les rend difficilement voire pas du tout utilisables pour de nombreuses applications, comme la d\u00e9tection ou la spectroscopie de gaz, l\u2019imagerie en champs proche etc.<\/p>\n<p><strong>C\u2019est pour essayer de combler ce vide que des chercheurs de l\u2019\u00e9quipe Photonique THz, en collaboration avec le personnel de Vmicro, ont con\u00e7u, r\u00e9alis\u00e9 et caract\u00e9ris\u00e9 un nouveau type de d\u00e9tecteur constitu\u00e9 d\u2019un microlevier en silicium de seulement 40mm de longueur et 10mm de largeur.<\/strong> Comme illustr\u00e9 en FIg.1(a),(b), le microlevier prend la forme d\u2019un \u00abU\u00bb. Sur les deux bras est d\u00e9pos\u00e9e une fine couche d\u2019or, ce qui forme deux antennes dipolaires, capables donc de collecter et d\u2019absorber la radiation THz incidente. Par cons\u00e9quence la radiation THz est transform\u00e9e en chaleur par effet Joule dans les couches m\u00e9talliques. A cause de la diff\u00e9rence entre les coefficients d\u2019expansion thermique de l\u2019or et du silicium, ce r\u00e9chauffement produit une flexion hors-plan du microlevier, comme illustr\u00e9 en Fig.1(b) (cet effet est connu sous le nom \u00ab d\u2019effet bilame \u00bb). Cette derni\u00e8re est enfin lue optiquement, gr\u00e2ce \u00e0 un faisceau laser \u00e0 1550 nm qui est r\u00e9fl\u00e9chi par l\u2019extr\u00e9mit\u00e9 du microlevier et dirig\u00e9 vers un syst\u00e8me de d\u00e9tection sensible au d\u00e9placement du faisceau (Fig.1(c)). Grace \u00e0 sa taille extr\u00eamement r\u00e9duite, la constante de temps thermique du microlevier est de l\u2019ordre de la microseconde, ce qui d\u00e9termine le temps de r\u00e9ponse du d\u00e9tecteur. La r\u00e9ponse en fr\u00e9quence illustr\u00e9e en Fig.1 en est la preuve exp\u00e9rimentale.<\/p>\n<p>Un nouveau type de d\u00e9tecteur, \u00e0 la fois sensible (NEP ~ 10nW\/Hz^1\/2) et 4 \u00e0 5 ordres de grandeur plus rapide compar\u00e9 aux d\u00e9tecteurs disponibles commercialement a donc \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9. De plus, ce d\u00e9tecteur est enti\u00e8rement r\u00e9alis\u00e9 sur une plateforme SOI, donc compatible avec la micro\u00e9lectronique CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), ce qui pourrait, dans le futur, permettre la r\u00e9alisation d\u2019un syst\u00e8me de lecture compl\u00e8tement int\u00e9gr\u00e9.<\/p>\n<p>Ces r\u00e9sultats ont fait l\u2019objet d\u2019une publication dans la revue Applied Physics Letters [1].<br \/>\n[1] K. Froberegr at el., <em>SOI-based micro-mechanical terahertz detector operating at room-temperature and atmospheric pressure<\/em>, Appl. Phys. Lett. <strong>120<\/strong>, 261103 (2022); <a href=\"https:\/\/dx.doi.org\/10.1063\/5.0095126\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">doi:10.1063\/5.0095126<\/a><\/p>\n<\/blockquote>\n<div  class='avia-button-wrap av-rpqvoq-c3dddfbda59258b11f2dc72cdae53d06-wrap avia-button-left  avia-builder-el-6  avia-builder-el-no-sibling '><a href='mailto:stefano.barbieri@univ-lille.fr'  class='avia-button av-rpqvoq-c3dddfbda59258b11f2dc72cdae53d06 av-link-btn avia-icon_select-yes-left-icon avia-size-small avia-position-left avia-color-silver'   aria-label=\"stefano.barbieri@univ-lille.fr\"><span class='avia_button_icon avia_button_icon_left' aria-hidden='true' data-av_icon='\ue805' data-av_iconfont='entypo-fontello'><\/span><span class='avia_iconbox_title' >stefano.barbieri@univ-lille.fr<\/span><\/a><\/div>\n<\/div><\/section><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"","protected":false},"author":20,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":"","_members_access_role":[],"_members_access_error":""},"categories":[297],"tags":[],"class_list":["post-56728","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-newsletter"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/56728","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/20"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=56728"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/56728\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=56728"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=56728"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=56728"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}