Un germanium russe capte 96 % de l'infrarouge court

Des plaques de germanium dont la surface est creusée d'un relief microscopique captent environ 96 % de la lumière infrarouge à ondes courtes. Des scientifiques des instituts de l'Académie des sciences de Russie (RAN) en Extrême-Orient et en Sibérie ont mis au point le procédé de fabrication, avec le soutien de la Fondation russe pour la science. Ils ne se sont pas arrêtés au matériau : un détecteur qui transforme cette lumière en signal électrique a été construit sur cette base.

Un relief microscopique pour piéger la lumière

Le germanium est un semi-conducteur classique de l'optique infrarouge. Il a pourtant un défaut : son indice de réfraction est très élevé, et une surface lisse renvoie donc une bonne part de la lumière qu'elle reçoit au lieu de l'absorber. C'est ce défaut que vise le microrelief. En structurant la surface, les chercheurs piègent le rayonnement : environ 96 % du proche infrarouge est capté. Plus le matériau absorbe de lumière, plus le détecteur bâti dessus est sensible.

Voir à travers la fumée et le brouillard

C'est dans l'infrarouge qu'on trouve l'information « invisible » à l'œil nu et aux caméras ordinaires, et c'est là que l'invention trouve son utilité, explique le chercheur Chevliaguine. « Du point de vue de la défense et de la sécurité, le matériau proposé peut trouver son application dans les appareils de vision nocturne et de désignation laser de cibles », a-t-il déclaré.

Selon lui, les caméras construites avec ce matériau voient à travers la fumée et le brouillard. Elles ne fonctionnent pas comme les caméras thermiques habituelles, qui enregistrent la chaleur émise par les corps : elles captent la lumière réfléchie et produisent une image en noir et blanc très contrastée. On distingue alors nettement les visages et les détails du relief, ce que l'image thermique, plus floue, ne permet pas.

De l'usine à l'hôpital

Les usages ne s'arrêtent pas au domaine militaire. Le matériau doit aussi aider à repérer les défauts à l'intérieur des alliages et des composites, un contrôle essentiel dans l'aéronautique et la construction mécanique. En médecine, il permettrait de visualiser les vaisseaux sanguins et les tumeurs.

Cette avancée s'ajoute à d'autres travaux russes sur l'infrarouge annoncés le même mois. Mercredi, Roscosmos et l'Administration spatiale nationale chinoise ont convenu d'intégrer un spectromètre infrarouge de conception russe aux instruments scientifiques de la sonde interplanétaire Tianwen-3. Jeudi, l'Institut de physique nucléaire de la branche sibérienne de la RAN a présenté un photo-canon à micro-ondes, destiné à un futur complexe compact pour étudier la matière à l'échelle atomique.

Selon les chercheurs, rien de fondamental ne s'oppose à la mise en production de la technologie. Le calendrier dépend maintenant de l'industrie : ce sont les entreprises prêtes à travailler avec les laboratoires qui feront passer ces plaques de germanium du banc d'essai aux viseurs, aux bancs de contrôle et aux appareils d'imagerie médicale.