Les verres chalcogénures constituent une classe unique de composés amorphes composés principalement d’éléments chalcogènes tels que le soufre (S), le sélénium (Se) et le tellure (Te), souvent associés à d’autres éléments tels que l’arsenic (As), le germanium (Ge) et l’antimoine (Sb). Ces matériaux présentent des propriétés optiques, électriques et thermiques exceptionnelles, ce qui les rend indispensables pour la photonique avancée, l’optique infrarouge et les applications de mémoire à changement de phase.
Notre portefeuille de matériaux en verre chalcogénure
| Sulfures | Séléniures | Tellurures |
|---|---|---|
| Al2S3 | Ag2Se, Al2Se3 | Bi2Te3, BiSbTe |
| Bi2S3 | Bi2Se3, BiTeSe | CdTe |
| CdS, Ce2S3, CoS2, Cu2S | CaSe, CdSe | GaTe, Ga2Te3 |
| FeS, FeS2 | EuSe | GeTe, Ge2Te3, GeSbTe |
| HfS2 | GeSe2 | HfTe2 |
| In2S3 | HfSe2 | Li2Te |
| Ga2S3, GeS, GeS2 | Li2Se | In2Te3 |
| Li2S | MoSe2 | MoTe2 |
| MoS2 | NbSe2 | NbTe2 |
| SiS2, SnS2 | PbSe | PbTe |
| TaS2, TiS2 | SnSe, SnSe2 | SnTe |
| WS2 | WSe2 | WTe2 |
| ZnS, ZrS2 | ZnSe, ZrSe2 | ZnTe, ZrTe2 |
Verre de chalcogénure et germanium : Qu’est-ce qui les différencie ?
Comparé au germanium, le verre de chalcogénure offre plusieurs avantages optiques distincts. Il présente une fenêtre de transmission infrarouge beaucoup plus large, en particulier dans la plage 2-20 μm, alors que le germanium devient opaque au-delà de ~14 μm. En outre, le verre de chalcogénure a un indice de réfraction plus élevé (1,7-2,4) et une dispersion nettement plus faible, ce qui le rend très approprié pour la correction de l’aberration chromatique et la conception d’optiques athermiques.
En outre, le verre de chalcogénure présente des propriétés optiques non linéaires exceptionnelles en raison de ses constituants polarisables, ce qui permet des applications dans la génération de supercontinuum et les dispositifs photoniques accordables, capacitésdont le germanium est dépourvu. Sa stabilité thermique et chimique dans des environnements difficiles, ainsi que sa compatibilité avec le moulage de précision, renforcent encore sa position dans l’optique infrarouge et les composants IR fabriqués en masse, surpassant le germanium en termes de polyvalence et de rentabilité pour de nombreux systèmes optiques.
En tant que matériau à changement de phase, le verre chalcogène présente des transitions réversibles entre les états amorphe et cristallin, accompagnées de changements significatifs de la résistance électrique et de l’indice de réfraction. Il offre un contraste optique élevé, une vitesse de commutation rapide (de l’ordre de la nanoseconde), une non-volatilité et une excellente résistance au cyclage. Ces propriétés le rendent particulièrement adapté à des applications avancées telles que la mémoire non volatile à grande vitesse, les dispositifs photoniques accordables, l’imagerie infrarouge et les technologies de furtivité, mettant en évidence sa valeur unique dans les systèmes optoélectroniques intégrés qui combinent le contrôle, le stockage et la réactivité.
Applications des matériaux en verre de chalcogénure
Le verre de chalcogénure offre une grande transparence optique et une faible dispersion, ce qui le rend idéal pour les fibres optiques infrarouges. Sa capacité à transmettre des signaux au-delà des longueurs d’onde de 3 μm le rend essentiel dans la communication optique à grande longueur d’onde. Il est également largement utilisé dans les guides d’ondes optiques et les composants des systèmes de communication.
Le verre de chalcogénure est un matériau prometteur pour les lasers à semi-conducteurs en raison de son seuil d’endommagement élevé et de ses excellentes propriétés optiques. Il est utilisé dans les lasers à haute puissance et ultrarapides, y compris les modulateurs optiques pour la communication optique avancée et la spectroscopie.
Grâce à son excellente transmission dans l’infrarouge, le verre chalcogénure est utilisé pour produire des lentilles, des fenêtres, des miroirs et des systèmes d’imagerie infrarouge. Il joue un rôle clé dans les technologies d’imagerie infrarouge, de spectroscopie et de détection thermique.
Le verre de chalcogénure est utilisé en optique biomédicale pour l’imagerie de fluorescence, le suivi des cellules et la spectroscopie Raman améliorée par la surface. Ses fibres sont également utilisées dans la thérapie photothermique et la thérapie photodynamique. En outre, elles présentent un potentiel pour l’administration de médicaments et les applications de biodétection.
Les matériaux en verre de chalcogénure sont à la pointe de l’optique et de la photonique infrarouge, offrant une transparence, une accordabilité et une flexibilité de conception inégalées dans un large spectre infrarouge.
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