Faire onduler le graphène pour le rendre opaque

Le graphène est un matériau transparent, il n’absorbe que 2% de la lumière. Pourtant, si on le met en mouvement, il est alors possible de lui faire absorber 50% de la lumière ! Les simulations numériques utilisant le modèle des plaques minces de Kirchoff révèlent ainsi une propriété intéressante. Pour y arriver, la mise en mouvement du graphène se doit d’être sous forme de vibrations.  Ces ondulations qui opacifient le graphène ont pour effet direct d’exciter de façon collective les électrons à la surface, générant un plasmon.  Mohamed Farhat, chercheur postdoctorant à l’université de sciences et de technologie du roi Abdallah d’Arabie saoudite précise que l’important n’est pas la vibration mais la création d’une structure périodique ayant la bonne longueur d’onde par rapport à la lumière.  Un grand intérêt de cette approche réside dans le contrôle des plasmons via les vibrations. En effet, la fréquence des plasmons dépend de la longueur d’onde des vibrations et l’arrêt des vibrations provoque leur disparition.

Ce nouveau mécanisme pour la génération de plasmon de surface est issu de simulations et n’a pas encore été expérimenté.  Car si la création de plasmon est connue pour des matériaux comme l’or ou l’argent, elle reste délicate dans le cas du graphène, pourtant plus intéressant en termes de propriétés électroniques. Une façon d’y arriver serait d’utiliser un oscillateur mécanique. Dans ses travaux, Sébastien Guenneau (CNRS), de l’Institut Fresnel de Marseille indique pouvoir ainsi générer des vibrations de 10 à 100 nm de hauteur. Une équipe espagnole propose une alternative basée sur l’utilisation d’un matériau piézoélectrique qui comprimerait et dilaterait la surface de graphène, elle-même déposée sur un substrat.

Les plasmons, ayant une longueur d’onde plus petite que celle de la lumière incidente, permettent de voir de petits objets. Un tel système utilisant la génération de plasmons peut servir à la détection de molécules ou de virus.