Après 15 ans de résultats mitigés sur l’amplification de la lumière par points quantiques colloïdaux, de nombreux chercheurs étaient convaincus qu’une loi fondamentale inconnue de la physique les empêchait d’aller plus loin. Patanjali Kambhampati vient de leur apporter la preuve du contraire.
Le Pr Kambhampati et ses collègues du Département de chimie ont réussi à montrer que les points quantiques colloïdaux pouvaient bel et bien amplifier la lumière. Dans les télécommunications, les données sont codées en faisceaux de lumière cohérente à haute puissance, puis transmises par des câbles à fibre optique. Mais les signaux laser s’affaiblissent avec la distance, et doivent être amplifiés pour préserver l’intégrité des données. La meilleure technologie d’amplification disponible était celle du puits quantique, une mince couche faite d’un matériau semi-conducteur qui confine les électrons dans un plan unidimensionnel. Cependant, pendant plus de dix ans, les chercheurs ont espéré que les points quantiques colloïdaux – une boîte à électrons de structure tridimensionnelle d’une superficie d’un milliardième de mètre – générerait des résultats supérieurs, et à moindre coût. Ces points fonctionnaient parfois, sans que personne ne sache toutefois pourquoi. Jusqu’à aujourd’hui.
Le Pr Kambhampati et son équipe ont découvert que les points n’étaient nullement la cause, mais plutôt la lumière que l’on projetait sur eux. Ils ont constaté que les points absorbent différentes couleurs de manière fondamentalement distincte. « Si vous ne faites pas attention au choix de couleurs, vous pouvez obtenir une amplification considérable ou aucune amplification du tout », explique-t-il. « Nous avons donc déterminé quelles sont les couleurs utiles et celles qui ne le sont pas. » Ceci ayant été démontré (et les résultats publiés dans le numéro de mars 2009 de Physical Review Letters), son équipe collabore désormais avec Zetian Mi, du Département de génie électrique et informatique, pour inventer un nouveau procédé d’amplification.
Cette recherche a bénéficié d’une subvention de la Fondation canadienne pour l’innovation, du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada et du Fonds québécois de la recherche sur la nature et les technologies.