Capacités de Détection
Les activités de détection optique de Nanovation s’articulent autour de quatre axes de développement complémentaires, tous fondés sur la même technologie de photodétecteurs discrets à base de (Al)Ga₂O₃, reflétant une progression logique depuis la détection au niveau composant jusqu’aux démonstrations par matrices et à l’intégration système :
- Photodétecteurs UVC solaire‑aveugle discrets (TRL 7–8)
- Systèmes d’imagerie UVC basés sur des matrices de détecteurs (TRL 5–6)
- Détecteurs discrets de rayons X et de photons de haute énergie (TRL 3–4)
- Preuve de concept de matrice de détection X (TRL 2–3)
Cette structuration reflète à la fois le niveau de maturité de chaque activité et leur position dans la feuille de route de Nanovation.
1. Photodétecteurs UVC solaire-aveugle discrets (TRL 7-8)
Nanovation développe et caractérise des photodétecteurs UVC solaire‑aveugle à base de (Al)Ga₂O₃ pour des applications nécessitant une forte sélectivité spectrale intrinsèque, un très faible signal d’obscurité et un comportement électrique stable.
Performances électriques et reproductibilité
- Signal d’obscurité : typiquement de l’ordre du pA sous polarisation nominale, et inférieur au bruit mesurable pour certaines configurations
- Sélectivité spectrale : blindage solaire intrinsèque avec des rapports de rejet UVC/proche‑UV > 10³ et UVC/visible > 10⁵, sans filtrage optique externe
- Reproductibilité : performances électriques et optiques homogènes à l’échelle de la plaque et des lots encapsulés, permettant un tri fiable des dispositifs
Réponse temporelle et stabilité
- Réponse temporelle : temps de montée et de descente rapides et reproductibles, adaptés à la détection UVC dynamique
- Stabilité à court terme : variation de la responsivité < 1 % sur plusieurs heures en illumination continue
- Répétabilité en fonctionnement : réponse stable sous cycles répétés d’illumination
Ces caractéristiques permettent des applications avancées de détection UVC où le rejet du bruit de fond et la fidélité du signal sont critiques.
→ Spécifications des photodétecteurs UVC (PUVC220)
2. Systèmes d’imagerie UVC basés sur des matrices de détecteurs (TRL 5-6)
En s’appuyant directement sur la technologie de photodétecteurs UVC discrets, Nanovation développe des systèmes d’imagerie UVC basés sur des matrices de détecteurs (Al)Ga₂O₃.
Ces développements n’introduisent pas de nouvelle physique de détection, mais étendent les performances des dispositifs au niveau matrice et système.
Capacités au niveau système
Les démonstrateurs d’imagerie UVC permettent :
- d’évaluer l’uniformité et la reproductibilité au sein des matrices de détecteurs
- d’analyser les performances système (bruit, rejet du fond, électronique de lecture)
- d’identifier et corriger les non‑idéalités (ex. diaphonie)
- de valider des concepts de détection dans des conditions optiques représentatives des applications
Ces systèmes correspondent à un TRL 5–6, les principaux verrous restant liés à l’intégration, au passage à l’échelle et à l’ingénierie système, plutôt qu’au principe de détection lui‑même.
3. Détecteurs discrets de rayons X et de photons de haute énergie (TRL 3-4)
En parallèle des activités UVC, Nanovation développe des détecteurs discrets à base de (Al)Ga₂O₃ pour la détection des rayons X et des photons de haute énergie, avec un accent particulier sur la détection à très faible dose.
Capacités en faible dose
Ces dispositifs présentent :
- un signal d’obscurité et un niveau de bruit extrêmement faibles
- une forte sensibilité sous faibles flux de photons
Ces performances rivalisent avec, voire dépassent, l’état de l’art des détecteurs X en semi‑conducteurs à large bande interdite, permettant des mesures dans des conditions de flux très limité.
Domaines d’application visés
Cette capacité ouvre des perspectives vers :
- l’imagerie médicale et biomédicale à faible dose
- l’instrumentation scientifique en rayons X mous et faibles flux
- le contrôle non destructif de matériaux sensibles aux radiations
Ces activités se situent actuellement à un TRL 3–4, avec validation expérimentale en laboratoire.
4. Preuve de concept de matrice de détection X (TRL 2-3)
Au‑delà des détecteurs discrets, Nanovation a démontré une matrice monolithique multi‑pixels de détection X, réalisée sous la forme d’une architecture 4 × 4 à base de capteurs (Al)Ga₂O₃, testée expérimentalement au niveau pixel.
Dans cette configuration :
- les pixels individuels ont été adressés et caractérisés au sein de la matrice
- le comportement global et l’opérabilité ont été évalués
À ce stade, il s’agit d’une preuve de concept au niveau matrice, et non d’un système d’imagerie complet.
Développements restants
- encapsulation spécifique aux matrices
- intégration optique et mécanique
- architectures de lecture et d’interconnexion dédiées
- tests électriques et fonctionnels à l’échelle assemblage
Le niveau de maturité actuel correspond à un TRL 2–3, entre formulation conceptuelle et validation expérimentale à l’échelle d’une matrice monolithique.
Applications démonstratives
Les capacités de détection décrites ci‑dessus soutiennent plusieurs études applicatives documentées, notamment :
- détection et imagerie UVC solaire‑aveugle pour feux et flammes
- communications UVC et signalisation optique indépendante de la ligne de visée
- surveillance environnementale et atmosphérique en UVC
- détection de photons à faible dose et haute énergie pour instrumentation scientifique