PETACom : vers l’électronique petahertz

Le projet européen PETACom (Petahertz Quantum Optoelectronic Communication) auquel est associé le laboratoire XLIM a été sélectionné à l’appel H2020 FET Open « Technologies futures et émergentes« .  Le programme FET est un programme visant à incuber, initier et explorer de nouveaux domaines de recherche pluridisciplinaires et à hauts risques susceptibles de déboucher sur des technologies disruptives à un horizon moyen à long terme. FET Open est un soutien de la recherche collaborative exploratoire dans le domaine des nouvelles technologies. C’est un programme blanc – sans thématiques pré-définies – qui a pour objectif de faire travailler ensemble des chercheurs et ingénieurs de plusieurs disciplines sur des technologies prometteuses, et ainsi faire émerger de nouveaux domaines de recherche de pointe en Europe.

Un succès puisque sur 356 projets évalués, 38 ont été sélectionnés pour financement, ce qui porte le taux de succès à 10,7%. Le projet d’une durée de quatre ans à compter du 1^er mars 2019 bénéficiera du soutien de l’Union Européenne à hauteur de près de 4 millions d’euros.

Le projet coordonné par Hamed Merdji (CEA – Université de Paris Saclay – Laboratoire Interactions, Dynamiques et Lasers (UMR 9222 CEA-CNRS) associe huit partenaires en Europe : le laboratoire LIDYL à l’IRAMIS (Université Paris-Saclay), le laboratoire XLIM (Université de Limoges), la PME NOVAE basée à Aixe-sur-Vienne et spin-off d’XLIM, les universités allemandes Ludwig Maximilians (Munich) et Friedrich Alexander (Erlangen), la société Menlo Systems (Munich), l’institut ICFO (Barcelone), et le Wigner Research Center for physics (Budapest).

PETACom propose de créer un nouveau paradigme en électronique ultrarapide. Aujourd’hui, l’électronique gigahertz est maîtrisée et le régime terahertz est tout juste accessible. Bientôt, les composants électroniques vont progresser vers la gamme petahertz impliquant une dynamique attoseconde. Les diélectriques et les semi-conducteurs présentent des propriétés réversibles de mobilité ultra-rapide et élevée des électrons lorsqu’ils sont exposés à des champs lasers femtosecondes intenses (cf figure). Un fort courant d’électrons oscille à des fréquences pétahertz dans la bande de conduction, entièrement contrôlé par le champ laser.

L’objectif de PETACom est d’exploiter ces phénomènes physiques découverts récemment pour poser les bases de l’électronique petahertz. Le projet permettra de créer les éléments de base pour la réalisation de nouveaux dispositifs électroniques aux fréquences petahertz. Cela passera par la conception de nouveaux matériaux intelligents commutant à des fréquences petahertz lorsqu’ils sont adressés par des lasers ultrapides mais aussi par la conception et la mise au point d’outils de métrologie à ces fréquences extrêmement élevées. Le projet proposera aussi à la communauté scientifique un support théorique pour l’électronique attoseconde.

Outre ces résultats scientifiques de premier plan, PETACom ambitionne de créer de la valeur industrielle au cours du projet au travers de ses deux partenaires industriels (NOVAE et Menlo Systems) et, plus tard, via un rapprochement avec des industriels de l’électronique.

• Contact pour le laboratoire XLIM : Sébastien Février