Dans le cadre d’une avancée remarquable, des chercheurs de l’Université de Nottingham ont développé une méthode permettant d’imprimer en 3D des cellules à vapeur de verre, essentielles aux technologies quantiques. En utilisant la polymérisation en cuve par traitement numérique de la lumière (DLP), l’équipe a conçu des architectures internes complexes et des capteurs intégrés, repoussant les limites de la fabrication additive.
Ce processus avancé permet la croissance in situ de nanoparticules d'or, permettant ainsi une adaptation précise des propriétés optiques des cellules. Les cellules à vapeur de verre imprimées en 3D ont atteint des niveaux de vide ultra poussé de 2 × 10⁻⁹ mbar, essentiels pour la spectroscopie sans Doppler et la stabilisation de la fréquence laser. Malgré leur petite taille, inférieure à 1 cm³, ces cellules sont thermiquement stables jusqu'à 150°C et conservent leur structure même dans des environnements à haute température.
Cette approche innovante dépasse les limites des techniques traditionnelles de soufflage de verre, offrant des composants personnalisables et miniaturisés avec une qualité optique exceptionnelle. Les cellules imprimées peuvent prendre en charge des géométries complexes et des fonctionnalités intégrées, telles que des électrodes de graphène et d'argent imprimées par jet d'encre pour la détection de photons.
L'équipe a utilisé une résine chargée de nanoparticules de silice fumée, atteignant une teneur élevée en silice de 50 % en poids. Après impression, les pièces ont subi un déliantage thermique et un frittage à 1 150 °C, ce qui a donné lieu à des structures de verre denses et amorphes. Un retrait linéaire important (~ 27 %) a été pris en compte lors de la phase de conception.
Les cellules imprimées ont réalisé avec succès la spectroscopie du rubidium, confirmant leur potentiel pour les applications de la technologie quantique. Cette recherche met en évidence le pouvoir transformateur de la fabrication additive pour produire des composants multimatériaux avancés et intégrés, ouvrant la voie à des dispositifs quantiques améliorés.
Source : arxiv.org