Modulation des propriétés des matériaux par couplage fort avec l’environnement électromagnétique

Description

Depuis peu, un nouveau paradigme pour adapter les propriétés des matériaux a été découvert. Il a été démontré que l’environnement électromagnétique peut changer drastiquement plusieurs caractéristiques intrinsèques des matériaux. Jusqu’alors, il était courant de penser que ces propriétés étaient indépendantes de la densité d’états électromagnétiques pour les fréquences optiques. Le principe de ce nouveau paradigme repose sur l’introduction de structures photoniques en contact étroit avec le matériau. Si le régime de couplage fort est atteint, différentes propriétés seront modifiées par la création de nouveaux états hybrides. De façon surprenante, ce phénomène fonctionne également même en absence de lumière pour exciter la structure, le vide pouvant lui-même moduler la structure électronique ! Une totale compréhension et exploitation de ces effets manquent cruellement à ce jour, c’est pourquoi il y a un besoin évident de théories détaillées et de simulations pour étudier et concevoir de nouveaux dispositifs, en collaboration avec des expérimentateurs. Diverses structures avancées devraient être étudiées pour la manipulation électromagnétique, tels que les matériaux 2D et les métasurfaces plasmoniques. Ces structures photoniques peuvent ensuite être utilisées pour changer toute une série de propriétés intrinsèques des matériaux telles que la conductivité, le travail de sortie, l’émission, le mouillage, etc. En conclusion, cet effet de couplage fort entre la lumière et la matière pourrait être crucial pour beaucoup de systèmes optoélectroniques tels que les lasers, les LEDs et cellules solaires.