Transformer le verre en capteur «transparent» d'énergie lumineuse
Un circuit photoconducteur, imprimé directement sur une surface en verre à l’aide d’un laser femtoseconde - 2024 EPFL / Lisa Ackermann - CC-BY-SA 4.0
Des scientifiques de l’EPFL proposent un moyen innovant de créer des circuits photoconducteurs, en les imprimant directement sur une surface en verre à l’aide d’un laser femtoseconde. Transparente à la lumière et nécessitant un seul matériau, cette nouvelle technologie pourrait un jour servir à produire de l’énergie.
Que se passe-t-il lorsque le verre de tellurite est exposé à une lumière laser femtoseconde? C’est la question à laquelle Gözden Torun du Laboratoire Galatea, en collaboration avec des scientifiques de Tokyo Tech, a tenté de répondre dans sa thèse lorsqu’elle a fait une découverte qui pourrait un jour transformer les fenêtres en capteurs de lumière fabriqués à partir d’un seul matériau. Les résultats ont été publiés dans la revue PR Applied.
En étudiant la manière dont les atomes du verre de tellurite se réorganisent en cas d’exposition à des impulsions rapides de lumière laser femtoseconde de haute énergie, les scientifiques ont découvert la formation de cristaux nanométriques de tellure et d’oxyde de tellure, deux matériaux semi-conducteurs gravés dans le verre, précisément à l’endroit où le verre avait été exposé. C’est à ce moment-là que les scientifiques ont compris qu’ils avaient fait une découverte, car un matériau semi-conducteur exposé à la lumière du jour peut permettre de produire de l’électricité.
«Le tellure étant semi-conducteur, nous nous sommes demandés s’il était possible d’imprimer des motifs durables sur la surface du verre de tellurite capables d’induire de l’électricité de manière fiable en cas d’exposition à la lumière, et il s’est avéré que oui», explique Yves Bellouard, directeur du Laboratoire Galatea de l’EPFL. «Un aspect intéressant de cette technique est qu’aucun matériau supplémentaire n’est nécessaire dans ce processus. Il faut uniquement du verre de tellurite et un laser femtoseconde pour fabriquer un matériau photoconducteur actif.»
En se servant du verre de tellurite fabriqué par des collègues de Tokyo Tech, l’équipe de l’EPFL a apporté son expertise en matière de technologie laser femtoseconde pour modifier le verre et analyser l’effet du laser. Après avoir imprimé un motif linéaire simple sur la surface d’un verre de tellurite de 1 cm de diamètre, Gözden Torun a montré que ce dernier pouvait générer un courant en cas d’exposition à la lumière UV et au spectre visible, et ce, de manière fiable pendant des mois.
«C’est formidable, nous transformons localement le verre en semi-conducteur à l’aide de la lumière», déclare Yves Bellouard. «Nous transformons essentiellement des matériaux en quelque chose d’autre, ce qui se rapproche peut-être du rêve de l’alchimiste.»