Un nouveau matériau donne un coup de boost à la 6G
À l’Institut XLIM se dessine l’avenir des télécommunications. De récents travaux, parus dans Advanced Functional Materials, mettent au jour un nouveau matériau à changement de phase capable de basculer entre communication et détection dans le domaine térahertz. Une brique technologique essentielle pour les futurs réseaux 6G.
Attendue à partir de 2030, les réseaux 6G permettront non seulement de transmettre des données à ultra haut débit, à l’instar de ceux de 5e génération, mais aussi de percevoir leur environnement en temps réel. Par exemple, dans le cas de l’automobile, une même antenne pourra simultanément échanger des données et détecter des obstacles, des véhicules ou des piétons dans son champ d'action. Cette convergence entre communication et détection connue sous l’acronyme d’ISAC (Integrated Sensing and Communication) est une avancée notable puisqu’elle nécessite aujourd’hui deux équipements distincts et énergivores. Pour passer d’une phase à une autre, les matériaux et les composants actuels à propriétés électriques volatiles (comme le dioxyde de vanadium ou les semiconducteurs) exigent en effet une alimentation continue pour maintenir leur état.
Le tellurure de germanium (GeTe) change la donne
C’est là que les travaux de l'équipe d'Aurelian Crunteanu de l'Institut XLIM (CNRS/Université de Limoges) prennent toute leur importance. En collaboration avec la City University of Hong Kong, les scientifiques ont développé une métasurface monocouche qui intègre du tellurure de germanium (GeTe). Ce matériau à changement de phase permet la bascule d’un état cristallin conducteur à un état amorphe isolant sous le seul effet de très courtes impulsions laser. Et contrairement aux approches précédentes, le GeTe conserve son état sans apport d'énergie continu. Une propriété appelée non-volatilité, qui réduit drastiquement la consommation électrique.
Les chercheurs ont validé et qualifié les capacités duales de leur nouveau dispositif. En mode « détection », la métasurface exploite la dispersion en fréquence dans plusieurs configurations et couvre ainsi un champ de détection de 40 degrés, avec une grande capacité de localisation de petits objets métalliques. En mode « communication », la métasurface établit un lien à un débit de 5 gigabits par seconde. Le rapport signal/bruit est amélioré et l'erreur vectorielle de magnitude (Error Vector Magnitude -EVM) (indicateur de la qualité du signal) est réduite par rapport à un réflecteur métallique de référence.
Nul doute que ces performances positionnent le tellurure de germanium comme une solution très pertinente pour les futurs réseaux 6G. Avec une même infrastructure capable de simultanément transmettre des données et cartographier l'environnement, les applications potentielles abondent : réseaux satellitaires en orbite basse, villes intelligentes Internet des objets avancé, véhicules connectés, smart grids… Partout où la consommation énergétique et la compacité des systèmes sont critiques, cette nouvelle métasurface apporte une solution pérenne et innovante.
© 2025 The Author(s). Advanced Functional Materials published by Wiley-VCH GmbH
Références
Phase Change Material-Driven Tunable Metasurface for Adaptive Terahertz Sensing and Communication in 6G Perceptive Networks.
To, Y.-S., Du, J., Decroze, C., Huitema, L., Crunteanu, A., Wong, H.
Adv. Funct. Mater (2025).
http://doi.org/10.1002/adfm.202515085
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