Brevet FR3033103A1 — publié le 20160826

DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un dispositif résonateur électrique tridimensionnel de type inductance-capacité pour les hautes fréquences 5 (100 GHz). ETAT DE LA TECHNIQUE On connait des résonateurs de type « split-ring » comprenant une piste métallique sous la forme d'un anneau ouvert. Ces résonateurs de 10 dimensions micrométriques se comportent comme des résonateurs électriques de type LC (inductance-capacité). La partie en forme de boucle de la piste métallique constitue l'inductance L. La partie en forme de boucle s'étend entre deux extrémités situées en regard l'une de l'autre et formant la capacité C. 15 Ces résonateurs sont utilisés notamment pour la fabrication de métamatériaux, c'est-à-dire des matériaux présentant des propriétés électromagnétiques qui ne se retrouvent pas dans un matériau naturel, telles que des matériaux présentant un indice de réfraction négatif par exemple à une fréquence de résonance donnée. 20 Cependant, ces résonateurs de type split-ring présentent généralement une faible capacité de couplage avec le substrat semiconducteur sur lequel est formé le résonateur. En effet, le champ électrique généré dans la zone capacitive (entre les extrémités de la boucle) s'étend principalement selon une direction 25 parallèle à la surface du substrat. Le champ électrique généré dans la zone capacitive est donc perpendiculaire au champ magnétique généré par la boucle, ce qui favorise les effets de propagations. De plus, seulement une fraction du champ électrique généré dans la zone capacitive, correspondant à un champ électrique de fuite n'est couplé avec le substrat semi- 30 conducteur. B. Paulillo et al « Circuit-tunable sub-wavelength THz resonators : hybridizing optical cavities and loop antennas », Optics Express, 8 3033103 2 septembre 2014, vol. 22, no.18, décrit un dispositif résonateur comprenant deux couches métalliques disposées en regard l'un de l'autre, et une antenne boucle reliant les deux couches métalliques. Les deux couches métalliques forment une zone capacitive, et l'antenne boucle forme une zone inductive, de sorte que le dispositif résonateur se comporte comme un circuit LC. L'antenne boucle est formée d'une métallisation suspendue qui peut être fabriquée par un procédé de micro-usinage couramment utilisé pour fabriquer des structures de pont d'air. La fréquence de résonance du dispositif résonateur peut être ajustée en modifiant les paramètres géométriques de l'antenne boucle ou des couches métalliques. La zone capacitive peut accueillir un matériau actif, pouvant être un émetteur (par exemple un laser à cascade quantique monopolaire- QC), un détecteur (un détecteur infrarouge à puits quantique - QWIP), ou un absorbeur (un puits quantique pour des applications polaritoniques par exemple). Le dispositif résonateur proposé dans ce document présente l'avantage que le champ électrique généré par la zone capacitive est localisé principalement dans le matériau actif, ce qui améliore le couplage du dispositif résonateur avec le matériau actif. Cependant, le champ électrique généré dans la zone capacitive est 20 perpendiculaire au champ magnétique généré par l'antenne boucle, ce qui ne permet pas d'exclure les effets de propagations. En outre, il n'est pas possible de raccorder de manière simple le dispositif à un générateur de courant ou à un détecteur de courant afin de détecter un courant extrait à partir du dispositif. 25 RESUME DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer un dispositif résonateur capable de fonctionner dans les hautes fréquences (supérieures ou égales à 100 Gigahertz) présentant des capacités de couplage améliorées. 30 Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif résonateur permettant un raccordement aisé avec un générateur de courant ou avec un détecteur de courant. 3033103 3 Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un dispositif résonateur électrique tridimensionnel de type inductance-capacité, ayant une fréquence de résonance donnée supérieure ou égale à 100 gigahertz, comprenant : 5 - une couche séparatrice, - une première piste en matériau conducteur et une deuxième piste en matériau conducteur, la première piste et la deuxième piste étant formées respectivement de part et d'autre de la couche séparatrice, la première piste présentant deux parties de chevauchement, et 10 la deuxième piste présentant deux parties de chevauchement et une boucle inductive reliant les deux parties de chevauchement, chaque partie de chevauchement de la première piste étant disposée en regard d'une partie de chevauchement respective de la deuxième piste de manière à former deux capacités, espacées spatialement 15 l'une de l'autre, la boucle inductive étant propre à générer un champ magnétique à l'intérieur de la boucle inductive et autour des pistes, et chaque capacité étant propre à générer un champ électrique à l'intérieur de la couche séparatrice lorsque le dispositif est excité à la fréquence de résonance. Avec un tel dispositif, le champ magnétique généré par la boucle inductive dans la couche séparatrice présente une composante principale s'étendant selon une direction parallèle au champ électrique généré par les capacités. En d'autres termes, dans la couche séparatrice la projection du champ H dans la direction du champ électrique E est supérieure en valeur absolue aux autres projections du champ H. Cette caractéristique permet d'exclure les phénomènes de propagation. Il s'ensuit que le dispositif résonateur fonctionne en régime quasi-statique. Dans un tel régime, les dimensions du résonateur peuvent être très petites par rapport à la longueur d'onde de résonance du dispositif. Dans un « régime quasi-statique », la source du champ magnétique est essentiellement le courant qui circule dans les pistes en matériau 3033103 4 conducteur, et non pas les variations du champ électrique dans le temps, encore connu comme « courant de déplacement ». Pour obtenir un régime quasi-statique, la taille du résonateur doit être plus petite que la longueur d'onde de résonance. Par ailleurs, pour une 5 géométrie donnée, les modes quasi-statiques sont favorisés si, par la conception de la structures, les champs E et H sont contraintes d'être parallèles et/ou d'être localisés dans des volumes différents. Par ailleurs, dans un tel dispositif résonateur, les deux pistes peuvent être raccordées facilement à un générateur de courant ou un 10 détecteur de courant. Le champ électrique généré par chaque capacité s'étend selon une direction parallèle à la direction de l'épaisseur de la couche séparatrice, ce qui permet d'intégrer dans la couche séparatrice un matériau actif. L'inductance et la capacité du dispositif peuvent être ajustées 15 indépendamment l'une de l'autre de manière à obtenir la fréquence de résonance désirée. En particulier, il est possible de réduire les dimensions des parties de chevauchement, de manière à concentrer le champ électrique dans des zones de la couche séparatrice de faibles dimensions, ce qui conduit à l'obtention d'un champ électrique de forte intensité dans 20 ces zones. Le dispositif résonateur peut en outre présenter les caractéristiques suivantes : - la couche séparatrice comprend une hétérostructure quantique disposée entre une partie de chevauchement de la première piste et une 25 partie de chevauchement de la deuxième piste, - l'hétérostructure quantique comprend un empilement de couches d'un premier matériau semi-conducteur et d'un deuxième matériau semiconducteur, différent du premier matériau, disposées en alternance, chaque couche de l'empilement s'étendant perpendiculairement à la direction de 30 l'épaisseur de la couche séparatrice, - le premier et le deuxième matériau sont choisis parmi : GaAs et Gai_xAlxAs, GaAs et AlGaAs, InAs et AISb, GaN, et AIGaN, GaN et InGaN, 3033103 5 ou toute autre couple des alliages des éléments III-V du tableau périodique, ainsi que des éléments comme Si, Ge, C. - par ailleurs, le premier et le deuxième matériaux peuvent aussi être choisis par un alliage des éléments II-VI du tableau périodique, tel le 5 HgTe, - au moins 70% de l'énergie électrique générée par le champ électrique est localisée dans des zones de la couche séparatrice située entre les parties de chevauchement de la première piste et de la deuxième piste, 10 - la couche séparatrice présente une première épaisseur dans une première zone située entre les parties de chevauchement de la première piste et de la deuxième piste formant l'une des capacités, et une deuxième épaisseur dans une deuxième zone située entre les parties de chevauchement de la première piste et de la deuxième piste formant l'autre 15 des capacités, la deuxième épaisseur étant différente de la première épaisseur, - les parties de chevauchement de la deuxième piste sont espacées l'une de l'autre d'une distance d'espacement, et la couche séparatrice présente une épaisseur égale ou inférieure à la distance d'espacement, 20 - les parties de chevauchement de la deuxième piste sont espacées l'une de l'autre d'une distance d'espacement Lx, la boucle inductive présente une dimension longitudinale Ly, chaque partie de chevauchement présente une longueur W et une largeur Y, les dimensions Lx+2Y et Ly+W+Y sont inférieures à la longueur d'onde de la résonance À, , la 25 longueur d'onde de résonance À, étant définie comme étant égale à Cfres où c est la vitesse de la lumière dans le vide et Ires est la fréquence de résonance du dispositif, - l'épaisseur de la couche séparatrice est inférieure à )L/2n, où n est l'indice de réfraction de la couche séparatrice et )L est la longueur 30 d'onde de résonance, )L étant égale à Cfres où c est la vitesse de la lumière dans le vide et Ires est la fréquence de résonance du dispositif, 3033103 6 - la fréquence de résonance est supérieure ou égale à 100 gigahertz et le dispositif fonctionne en régime quasi-statique à la fréquence de résonance (dans un « régime quasi-statique », la source du champ magnétique est essentiellement le courant qui circule dans les pistes 5 conductrices, et non pas les variations du champ électrique dans le temps, encore connu comme « courant de déplacement »), - le dispositif présente une ou plusieurs fréquence(s) de résonance comprise(s) entre 0.1 et 300 Terahertz, - chaque zone de la couche séparatrice située entre les parties de 10 chevauchement de la première piste et de la deuxième piste formant une capacité présente un volume inférieur ou égal à (2,/2n)3, où n est l'indice de réfraction de la couche séparatrice et )L est la longueur d'onde de résonance, )L étant égale à Cfres où c est la vitesse de la lumière dans le vide et Ires est la fréquence de résonance du dispositif, 15 - la première piste conductrice présente une forme rectiligne, - la deuxième piste conductrice présente une forme de U ayant deux branches parallèles, les parties de chevauchement étant situées aux extrémités respectives des branches du U, - la deuxième piste présente une forme asymétrique, 20 - chaque piste conductrice présente une partie d'extension pour raccorder les pistes conductrices à une source de courant pour alimenter le dispositif ou à un détecteur de courant pour détecter un courant extrait à partir du dispositif, - le dispositif comprend un motif métallique, formant une antenne, 25 couplé de manière capacitive ou inductive avec la deuxième piste conductrice, le motif métallique étant propre à collecter un rayonnement électromagnétique éclairant le dispositif. L'invention concerne également un ensemble résonateur électrique, comprenant une pluralité de dispositifs tel que définis précédemment, un 30 premier conducteur électrique raccordant électriquement les premières 3033103 7 pistes entre elles et un deuxième conducteur électrique raccordant les deuxièmes pistes entre elles. PRESENTATION DES DESSINS 5 D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 représente de manière schématique un dispositif résonateur conforme à un mode de réalisation de l'invention, 10 - la figure 2 représente de manière schématique les dimensions du dispositif, - la figure 3 représente de manière schématique le champ magnétique et le champ électrique générés par le dispositif, - la figure 4 représente de manière schématique une distribution du 15 champ électrique généré dans un plan (x, y) pour un premier exemple de résonateur, - la figure 5 représente de manière schématique une distribution du champ magnétique dans le plan (x, y) pour le premier exemple de résonateur, 20 - la figure 6 représente de manière schématique un exemple de dispositif résonateur fabriqué sur un substrat en GaAs avec une couche séparatrice en Si02, et des parties métalliques en Or. - la figure 7 représente de manière schématique une matrice de dispositifs résonateurs, 25 - les figures 8A à 8C sont des spectres de réflectivité obtenus pour des matrices de dispositifs résonateurs présentant différents jeux de paramètres, - la figure 9 est un diagramme montrant les fréquences de résonance mesurées pour différentes géométries du dispositif résonateur, 30 réparties en trois familles, - la figure 10 est un diagramme comparatif montrant les fréquences expérimentales pour les trois familles de dispositifs résonateurs et les 3033103 8 fréquences de résonance correspondantes obtenues par simulation numérique, - les figures 11A à 11C représentent de manière schématique un circuit électrique équivalent, 5 - la figure 12 représente de manière schématique un dispositif résonateur comprenant une première structure quantique, - la figure 13 représente de manière schématique un dispositif résonateur comprenant une deuxième structure quantique, - la figure 14 représente de manière schématique un dispositif 10 résonateur comprenant une première antenne couplée de manière inductive avec une piste du dispositif résonateur, - la figure 15 représente de manière schématique un dispositif résonateur comprenant une deuxième antenne couplée de manière capacitive avec une piste du dispositif résonateur. 15 - la figure 16 représente de manière schématique un dispositif résonateur conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention, - les figures 17 à 25 représentent de manière schématique différents modes de réalisation d'un dispositif résonateur conforme à l'invention, 20 - les figures 26A à 26G illustrent de manière schématique des étapes d'un procédé de fabrication d'un dispositif résonateur conforme à l'invention, - la figure 27 représente de manière schématique une distribution du champ électrique généré dans un plan (x, y) pour un deuxième exemple 25 de résonateur, - la figure 28 représente de manière schématique une distribution du champ magnétique dans le plan (x, y) pour le deuxième exemple de résonateur, - la figure 29 représente de manière schématique une distribution 30 du champ électrique généré dans un plan (x, y) pour un troisième exemple de résonateur, 3033103 9 - la figure 30 représente de manière schématique une distribution du champ magnétique dans le plan (x, y) pour le troisième exemple de résonateur. 5 DESCRIPTION D'UN MODE DE REALISATION Sur la figure 1, le dispositif résonateur 1 représenté comprend un substrat 2, une première piste conductrice 3, une couche séparatrice 4 et une deuxième piste conductrice 5. Le substrat 2 est formé en un matériau semi-conducteur, tel qu'en 10 Arséniure de gallium (GaAs), en Phosphure d'Indium (InP) ou en Silicium (Si) par exemple. La première piste conductrice 3 est formée en métal, par exemple par dépôt d'une ou plusieurs couche(s) métallique(s) sur le substrat 2. Le métal utilisé pour former les couches peut être de l'or, du titane, du platine, 15 du nickel, ou du germanium ou des alliages de ces métaux, ou encore un matériau supraconducteur à haute température (tel que par exemple, YBa2Cu307_x). La première piste 3 présente une forme rectiligne allongée, généralement rectangulaire. La première piste 3 comprend une première partie d'extrémité 31, une deuxième partie d'extrémité 32 et une partie 20 intermédiaire 33 reliant des deux parties d'extrémité 31, 32 entre elles. La couche séparatrice 4 est formée en un matériau diélectrique, tel que du dioxyde de silicium (Si02), du nitrure de silicium (Si3N4), ou une hétérostructure quantique à la base de matériaux semi-conducteur, par exemple. La couche séparatrice 4 peut également être formée d'un 25 empilement de couches des matériaux qui précèdent, dont l'une des couches est en graphène. La couche séparatrice 4 présente une forme générale plane avec une première face 43 et une deuxième face 45, opposée à la première face 43. La deuxième piste conductrice 5 est également formée en métal, 30 par exemple par dépôt d'une couche métallique sur la couche séparatrice 4. La deuxième piste conductrice 5 peut être formée dans le même métal que la première piste conductrice 3. La deuxième piste conductrice 5 comprend 3033103 10 une première partie d'extrémité 51, une deuxième partie d'extrémité 52 et une partie intermédiaire 53 en forme de boucle (ou d'épingle) reliant les deux parties d'extrémité 51, 52 entre elles. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, la deuxième piste 5 présente globalement une forme 5 de U avec une branche transversale 54 et deux branches longitudinales 55, 56 parallèles. La première piste 3 est disposée en contact avec la première face 43 de la couche séparatrice 4 tandis que la deuxième piste 5 est disposée en contact avec la deuxième face 45 de la couche séparatrice 4. Autrement 10 dit, la première et la deuxième pistes 3 et 5 sont disposées respectivement de part et d'autre de la couche séparatrice 4. Par ailleurs, la première piste 3 et la deuxième piste 5 sont disposées l'une par rapport à l'autre de sorte que la première partie d'extrémité 51 de la deuxième piste 5 chevauche la première partie 15 d'extrémité 31 de la première piste 3, et que la deuxième partie d'extrémité 52 de la deuxième piste 5 chevauche la deuxième partie d'extrémité 32 de la première piste 3. De cette manière, les deux premières parties d'extrémité 31, 51 forment une première capacité C1 et les deux deuxièmes parties d'extrémité 20 32, 52 forment une deuxième capacité C2, la première capacité et la deuxième capacité étant espacées spatialement d'une de l'autre. Par ailleurs, les parties d'extrémité 51 et 52 forment également une troisième capacité Cfringe- En outre, la partie en forme de boucle 53 de la deuxième piste 25 forme une inductance L . Le dispositif 1 se comporte comme un circuit résonateur électrique de type inductance-capacité. La fréquence de résonance Ires du dispositif 1 dépend des dimensions de la première piste 3 et de la deuxième piste 5 ainsi que des dimensions des parties d'extrémité 31, 51, 32, 52 qui se 30 chevauchent. Comme illustré sur les figures 1 et 2, les paramètres géométriques du dispositif 1 sont les suivants : 3033103 11 - T : épaisseur de la couche séparatrice 4, - Y : largeur des parties d'extrémité 31, 32, 51, 52 qui se chevauchent, - W : longueur des parties d'extrémité 31, 32, 51, 52 qui se 5 chevauchent, - YxW : aire de chevauchement de chaque partie d'extrémité de la deuxième piste 5 avec la première piste 3, - L' : longueur de la branche transversale 54 de la partie en forme de boucle 53, 10 - LY : longueur d'une branche longitudinale 55, 56 de la partie en forme de boucle (à l'exclusion des parties d'extrémités 31, 32, 51, 52 qui se chevauchent), - Lx + 2xLY : longueur totale de la partie en forme de boucle 53 (à l'exclusion des parties d'extrémités 31, 32, 51, 52 qui se chevauchent). 15 Le dispositif 1 étant symétrique, les capacités C1 et C2 sont identiques. De plus, la capacité totale du dispositif vaut : C = Cfmge + (1/ C1+1/ C2 )-1 La capacité C du dispositif 1 dépend des paramètres géométriques Y, W et T . L'inductance L du dispositif dépend des paramètres 20 géométriques L', Ly, Y , W et T . La fréquence de résonance fYes du dispositif s'exprime : 1 fres 27rvLC La fréquence propre f res peut être accordée dans la gamme de fréquences Terahertz par un choix approprié des paramètres géométriques 25 Y , W , T , Lx et Ly. Comme illustré sur la figure 3, lorsque le dispositif 1 est excité à sa fréquence de résonance f res , chaque capacité génère un champ électrique E à l'intérieur de la couche séparatrice 4, le champ électrique E généré présente une direction principale parallèle à l'épaisseur de la couche 3033103 12 séparatrice 4 (c'est-à-dire perpendiculaire aux faces 41 et 42 de la couche séparatrice 4). Par ailleurs, la partie en forme de boucle 53 de la deuxième piste 5 génère un champ magnétique H autour de la partie en forme de boucle 53. 5 La partie du champ magnétique H générée à l'intérieur de la boucle présente également une direction parallèle à l'épaisseur de la couche séparatrice 4 (c'est-à-dire perpendiculaire aux faces 41 et 42 de la couche séparatrice 4). De cette manière, le champ magnétique H généré par la partie en 10 forme de boucle 53 dans la couche séparatrice 4 présente une composante principale non nulle H, s'étendant selon une direction parallèle à l'épaisseur de la couche séparatrice 4, et parallèle à la composante principale du champ électrique Ez généré par les capacités C1 et C2. De plus, dans la couche séparatrice 4, la composante H, est supérieure aux autres 15 composantes du champ Hy et H. Par exemple une simulation numérique avec un dispositif ayant pour paramètres géométriques T =W =Y =4m , et Lx= Li, =2/..tm montre que la composante H, est quasiment homogène dans la surface de la boucle, et que Hz/Hx = 1.6 et Hz/Hy =1.4. 20 EXEMPLE 1 Une simulation numérique du fonctionnement du dispositif résonateur 1 a été réalisée. Les paramètres géométriques utilisés pour la simulation sont les suivants : T =W =Y =4m et Lx = L y = 4µm . La couche séparatrice 4 est 25 une couche en matériau diélectrique d'indice optique n1=2. Le substrat 2 possède un indice optique n2=3,5. Un simulateur numérique commercial basé sur la méthode des éléments finis permet de déterminer que la fréquence de résonance d'un tel dispositif est égale à Ires 4,2THz. La figure 4 représente de manière schématique l'intensité de la 30 composante Ez du champ électrique généré, selon la direction z parallèle à 3033103 13 l'épaisseur de la couche séparatrice 4. La figure 4 montre une simulation numérique 3D de la distribution de la composante Ez(x,y) dans un plan P (x, y) parallèle aux faces 41 et 42 de la couche séparatrice 4 et passant par le milieu de la couche séparatrice 4. Autrement dit, le plan P est un plan 5 médian perpendiculaire à l'épaisseur de la couche séparatrice 4. La figure 5 représente de manière schématique l'intensité de la composante Hz du champ magnétique généré, selon la direction z parallèle à l'épaisseur de la couche séparatrice 4. La figure 5 montre une simulation numérique 3D de la distribution de la composante Hz (x, y) dans le plan P 10 (x, y) médian qui passe au milieu de la couche séparatrice 4 (par exemple diélectrique), à égale distance des pistes conductrices 3 et 5. La plupart de l'énergie électrique (proportionnelle au carré des champs (1E,12) est stockée dans la composante Ez, et la plupart de l'énergie magnétique (proportionnelle au carré des champs (1E1,12) est stockée dans la 15 composante H,. Les autres composantes du champ électrique sont négligeables par rapport à Ez (par exemple Ez/Ey est voisin de 4) et les autres composantes du champ magnétique sont inférieures à Hz dans la couche séparatrice. Comme illustré sur les figures 4 et 5, le champ électrique Ez(x,y) 20 généré par le dispositif résonateur est concentré dans le volume T x W x Y de la couche séparatrice 4 situé entre les parties d'extrémité 31, 51 et 32, 52 de la première piste 3 et de la deuxième piste 5 qui se chevauchent (ce volume est appelé zones capacitives). En revanche, le champ magnétique Hz (x, y) est localisé à l'intérieur de la partie en forme de boucle Tx1,,,xLy 25 de la deuxième piste 5 (cette partie est appelée zone inductive). Le champ magnétique H est ainsi spatialement séparé du champ électrique E. La géométrie du dispositif résonateur 1 permet d'ajuster de manière indépendante la capacité C et l'inductance L du dispositif résonateur. Pour une fréquence propre Ires donnée, il est possible d'ajuster les paramètres 30 géométriques de manière à obtenir une faible capacité C et une forte 3033 103 14 inductance L. Cela permet d'ajuster de manière indépendante la composante électrique Ez et la composante magnétique Hz du champ généré dans la couche séparatrice 4. En particulier, il est possible de réduire la zone TxWxY aux 5 dépens de la zone T xL,,xLy afin de réduire le volume occupé par le champ électrique. EXEMPLES 2 ET 3 Cette propriété est également illustrée par des simulations 10 numériques de deux autres exemples de dispositifs présentées sur les figures 27à 30. Le dispositif illustré sur les figures 27 et 28 présente les paramètres géométriques suivants : Lx=3.5pm, Ly=2.85pm, W=1pm, Y=1pm et T=0.5pm. Ce dispositif présente une fréquence de résonance f's= 4.17 15 Terahertz. Le dispositif illustré sur les figures 29 et 30 présente les paramètres géométriques suivants : Lx=5.54pm, Ly=4.05pm, W=0.2pm, Y=0.5pm et T=0.5pm. Ce dispositif présente une fréquence de résonance f's= 4.61 Terahertz. 20 Le trois exemples de dispositifs des figures 4 et 5, 27 et 28, 29 et 30 présentent donc des fréquences de résonances similaires, alors que la zone occupée par le champ électrique est progressivement réduite de TxWxY = 8pm3 (Figures 4 et 5) à TxWxY = 0.05 pm3 (Figures 29 et 30). Ainsi, la séparation spatiale des champs électrique et magnétique 25 permet de faire varier le rapport entre les dimensions de la boucle inductive et celles des zones capacitives. Par ailleurs si les champs E et H sont spatialement séparés, alors E est inversement proportionnel à la racine carrée du volume des parties capacitives, comme décrit ci-après. 30 Le dispositif permet ainsi de concentrer le champ électrique E dans un volume V, =TxWxY très faible par rapport à la limite de diffraction Â'res3 3033103 15 où Ares = -c est la longueur d'onde de résonance et c est la vitesse de la fres lumière dans le vide. Par exemple, avec le dispositif illustré sur les figures 29 et 30, un rapport Ares - 5,5.106 est obtenu. V, 5 Grâce à cette propriété, il est possible d'obtenir des valeurs d'intensité importantes du champ électrique E. En effet, lorsque le dispositif résonateur est excité à sa fréquence proprefres, le dispositif est capable de stocker une énergie électromagnétique finie U, la moitié de cette énergie étant de nature électrique et vérifie la relation : 10 ee0Ez2Vc = 2 x U = constante où e = n12 et e0 = 8,854.10-12F /M est la constante diélectrique (ou permittivité du vide). Dans le dispositif résonateur 1 proposé, les paramètres géométriques T , W et Y des zones capacitives peuvent être réduits, de 15 sorte que pour une énergie électromagnétique U donnée, le champ électrique Ez peut être augmenté. Par ailleurs, dans ce dispositif résonateur 1, le champ électrique E et le champ magnétique H sont parallèles l'un à l'autre, ce qui montre que la résonance du dispositif n'est pas liée à des effets de propagation comme la 20 plupart des dispositifs résonateurs optoélectroniques connus. AUTRES EXEMPLES Des prototypes de dispositifs résonateurs ont été réalisés avec les paramètres géométriques suivants : T =Y = 2lam , W , LX et Ly prenant des 25 valeurs de 2pm , 4pm , 6pm et 8pm . La figure 6 représente l'un des dispositifs résonateurs. Chaque dispositif résonateur comprend un substrat en GaAs, une couche séparatrice en SiO2, et des pistes conductrices en or. Une 3 3033 103 16 géométrie particulière est notée avec un triplet de valeurs W,L,'LY . Par exemple, le triplet « 242 » désigne un dispositif résonateur présentant les paramètres géométriques suivants : W = 2lam , 1,' = 4pm et L y = 21.11n . Pour chaque jeu de paramètres (W,L,'Ly), des matrices de 5 dispositifs ont été réalisées en disposant un grand nombre de dispositifs résonateurs sur des panneaux présentant des dimensions de 3mm x 3mm . Chaque panneau supporte une matrice de résonateurs identiques, agencés selon une disposition périodique. La figure 7 représente l'une des matrices de dispositifs résonateurs ainsi réalisée. 10 Des mesures de réflectivité ont ensuite été effectuées sur chaque panneau. L'utilisation d'une disposition périodique de dispositifs résonateurs 1 identiques permet de mettre en évidence les fréquences de résonance. Les figures 8A à 8C montrent les spectres de réflectivité obtenus pour les différentes matrices de dispositifs résonateurs présentant différents 15 jeux de paramètres. Les spectres ont été obtenus en incidence quasi-normale sur les panneaux, avec une lumière polarisée, le vecteur du champ électrique de la lumière étant orienté parallèlement à la longueur de la piste de masse 3. Les spectres représentés sur les figures 8A à 8C présentent des 20 minima de réflectivité correspondant à une absorption résonante de la lumière par les dispositifs résonateurs. Dans ces spectres, aucun mode d'ordre supérieur n'est visible, alors que dans la plupart des dispositifs résonateurs Terahertz étudiés en réflectivité, des modes d'ordres supérieurs dus aux effets de propagation sont toujours présents. 25 La figure 9 est un diagramme regroupant les fréquences de résonance mesurées pour les différentes géométries du dispositif résonateur, en fonction d'un paramètre d'échelle : p= 1 VWLxLy La signification de ce paramètre d'échelle peut être comprise de la façon suivante. Si la boucle inductive 5 est assimilée à un conducteur 30 filiforme, et les parties capacitive 51/31 et 52/32 à des condensateurs plans, 3033 103 17 alors les capacités C et l'inductance L s'expriment en première approximation selon les formules : C= ee 0 WY L'L L= po Y h 5 où h est l'épaisseur de la deuxième piste conductrice (h = 0, 25µm dans les exemples présents) et po est la constante magnétique (R0 = 47c.10-7 T.m/A ). Les paramètres géométriques Y, T et H étant fixes, la fréquence de résonance s'exprime comme : 1 1 fres \i-Th pxConst 27r 27r VV1/LxLy Y 10 En première approximation, la fréquence de résonance est donc proportionnelle au paramètre p . Il est en effet possible d'observer que les dispositifs résonateurs ayant le même produit W xl,'xLy présentent des fréquences de résonance identiques. 15 Par exemple, comme cela apparait sur la figure 9, les dispositifs résonateurs « 224 », « 242 » et « 422 » résonnent à la même fréquence Ires 4,5THz . Il est ainsi possible de réduire les dimensions de chaque capacité d'un facteur 2 (en passant de IN = zipm pour le dispositif résonateur « 422 » à W = 2pm pour le dispositif résonateur « 224 »), tout en 20 conservant la même fréquence de résonance. La figure 10 est un diagramme comparatif montrant les fréquences expérimentales pour les trois familles de dispositifs résonateurs et les fréquences de résonance correspondantes obtenues par deux méthodes différentes. La première méthode est une simulation numérique 25 électromagnétique de la structure par la méthode des éléments finis (courbes en pointillés sur la Figure 11). La seconde méthode est une T 3033 103 18 expression analytique de la fréquence de résonance à la base d'un circuit équivalent (Figures 11A à 11C). Pour construire le circuit équivalent, les pistes métalliques ont été divisées en blocs rectangulaires (par exemple, les blocs A, B, D et E sur les 5 figures 11A à 11C). Le courant induit par la résonance électromagnétique passe par ces parties. Les auto-inductances correspondantes LA, LB, LD et LE et les inductances mutuelles MAB et MED ont été calculées. Pour ce calcul, l'épaisseur de peau (pénétration du champ électromagnétique dans le métal) a été considérée comme très faible par rapport aux dimensions de 10 la structure. Cette approximation est justifiée dans le domaine des hautes fréquences, où l'épaisseur de peau vaut quelques dizaines de nanomètres au plus. Il est ainsi possible d'estimer les valeurs de LA, LB, LD et LE et MAB et MED en fonction des paramètres géométriques de la structure, en utilisant les équations (8) et (18) de la référence Hoer, C. and C. Love, « Exact 15 inductance equations for rectangular conductors with application to more complicated geometries », J. Res. NBS, Vol. 69C, No. 2, 127-137, (1965). Les capacités C1 et C2 sont estimées selon la formule : WY ee oW ( ( 7r2 Y E£01 (1+1n(27rW )) T )) Dans cette formule, les deuxième et troisième termes permettent de 20 prendre en compte « les champs de fuite » ou encore la courbure des lignes de champ électrique entre les parties 51 et 31 (52 et 32), d'après les résultats de Palmer (H. B. Palmer, « Capacitance of a parallel-plate capacitor by the Schwartz-Christoffel transformation », Trans. AIEE, Vol. 56, pp. 363, March 1927.) 25 La capacité Cfi,,,g, permet de tenir compte des lignes de champ entre les parties 51 et 52. Cette capacité peut être estimée d'après les formules analytiques données dans la référence « Inder Bahl, Lumped Elements for RF and Microwave Circuits », 2003 ARTECH HOUSE, INC. 685 Canton Street Norwood, MA 02062, page 458, par les équations 14.47 30 a, 14.47b, 14.48. 3033103 19 La fréquence de résonance Ires est alors donnée par la formule : fres .\1(LA+ L, + Lp+ L, -2M A,- 2M' ) x (Cfringe +CiC2 / (Ci+ C2)) Les valeurs estimées d'après ce modèle sont représentées sur la 5 Figure 10 en lignes continues. Les deux méthodes reproduisissent bien les fréquences de résonances mesurées. L'avantage du modèle analytique est qu'il permet d'estimer Ires sans avoir recours aux simulations numériques qui requièrent plusieurs heures et une quantité de mémoire d'ordinateur importante. 10 La figure 12 représente de manière schématique un dispositif résonateur comprenant une première structure quantique. Le dispositif résonateur 1 illustré sur cette figure est identique à celui de la figure 1, excepté que la couche séparatrice 4 est formée dans son intégralité d'une hétérostructure quantique agencée entre la première 15 piste conductrice 3 et la deuxième piste conductrice 5. L'hétérostructure quantique comprend un empilement de couches formées de matériaux différents. L'hétérostructure quantique représentée sur la figure 12 comprend un empilement de couches 41 d'un premier matériau semi-conducteur et de couches 42 d'un deuxième matériau semi- 20 conducteur, différent du premier matériau. Les couches 41 du premier matériau sont disposées en alternance avec les couches 42 du deuxième matériau. Chaque couche 41, 42 de l'empilement s'étend parallèlement aux faces 43 et 45 de la couche séparatrice 4. Autrement dit, chaque couche 41, 42 de l'empilement s'étend perpendiculairement à la direction de 25 l'épaisseur de la couche séparatrice 4. Le premier et le deuxième matériaux peuvent par exemple être choisis parmi : GaAs et Gai_xAlxAs, GaAs et AlGeAs, InAs et AISb, GaN. Par ailleurs, la première piste 3 comprend une première partie d'extension 37 et la deuxième piste 5 comprend une deuxième partie 30 d'extension 57. La première partie d'extension 37 et la deuxième partie 1 3033103 20 d'extension 57 permettent de raccorder les pistes conductrices 3 et 5 à une source de tension V afin d'exciter les transitions quantiques dans l'hétérostructure. La première partie d'extension 37 s'étend dans le prolongement de la première piste 3. La deuxième partie d'extension 57 5 s'étend dans le prolongement de la branche transversale 54 de la deuxième piste 5. L'hétérostructure est propre à absorber un rayonnement électromagnétique R dans une bande de fréquence donnée et à le convertir en courant électrique continu I (ou photocourant). Les parties d'extension 37 10 et 57 de la première piste 3 et de la deuxième piste 5 peuvent être raccordées à un détecteur de courant afin de détecter le courant électrique I généré par le dispositif résonateur 1. La figure 13 représente de manière schématique un dispositif résonateur 1 comprenant une deuxième structure quantique. 15 Le dispositif résonateur 1 illustré sur cette figure est identique à celui de la figure 1, excepté que la couche séparatrice 4 comprend des hétérostructures quantiques agencées uniquement dans les zones capacitives, c'est-à-dire entre les parties 31 et 51, 32 et 52 la première piste conductrice 3 et de la deuxième piste conductrice 5 qui se chevauchent. Le 20 reste de la couche séparatrice 4 est formée en un matériau isolant. L'avantage de cette disposition est que le photo-courant est récolté uniquement sous les zones 31/51 et 32/52, dans lesquelles le champ électrique est particulièrement fort. La figure 14 représente de manière schématique un dispositif 25 résonateur 1 comprenant une première antenne couplée de manière inductive avec une piste du dispositif résonateur. La première antenne comprend une troisième piste conductrice 6 formée sur la deuxième face 45 de la couche séparatrice 4, et agencée de manière à être couplée de manière inductive avec la partie en forme de 30 boucle 53 de la deuxième piste 5. La première antenne permet d'augmenter l'efficacité de couplage du dispositif résonateur 1 avec le rayonnement électromagnétique incident R. 3033103 21 La figure 15 représente de manière schématique un dispositif résonateur 1 comprenant une deuxième antenne couplée de manière capacitive avec une piste du dispositif résonateur. La deuxième antenne comprend une quatrième 7 et une cinquième 5 piste 8 conductrice formées sur la deuxième face 45 de la couche séparatrice 4, et agencées de manière à être couplée de manière capacitive avec la partie en forme de boucle 53 de la deuxième piste 5. AUTRES MODES DE REALISATION 10 La figure 16 représente de manière schématique un dispositif résonateur 1 conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans ce deuxième mode de réalisation, le dispositif résonateur 1 comprend une première couche séparatrice 4 et une deuxième couche séparatrice 9. La deuxième couche séparatrice 9 s'étend sur la première 15 couche séparatrice 4. Cependant, la deuxième couche séparatrice 9 présente des dimensions différentes des dimensions de la première couche séparatrice 4. La deuxième couche séparatrice présente une première face 93 et une deuxième face 95, opposée à la première face 93. La deuxième couche 20 séparatrice 9 recouvre la première couche séparatrice 4, la première face 93 de la deuxième couche séparatrice 9 étant en contact avec la deuxième face 45 de la première couche séparatrice 4. La première piste 3 est formée sur la première face 43 de la première couche séparatrice 4, tandis que la deuxième piste 5 est formée 25 en partie sur la deuxième face 95 de la deuxième couche séparatrice 9 et en partie sur la deuxième face 45 de la première couche séparatrice 4. Plus précisément, la deuxième piste 5 comprend une branche transversale 54 et deux branches longitudinales parallèles 55, 56, dont une première branche longitudinale 56 s'étendant sur la deuxième face 45 de la 30 première couche séparatrice 4 et une deuxième branche longitudinale 55 s'étendant sur la deuxième face 95 de la deuxième couche séparatrice 9. 3033103 22 La première piste 3 et la deuxième piste 5 sont disposées l'une par rapport à l'autre de sorte que la première partie d'extrémité 51 de la deuxième piste 5 chevauche la première partie d'extrémité 31 de la deuxième piste 3, et que la deuxième partie d'extrémité 52 de la deuxième 5 piste 5 chevauche la deuxième partie d'extrémité 32 de la première piste 3. Cependant, les premières parties d'extrémité 31 et 51 sont séparées l'une de l'autre d'une première distance D1, tandis que les deuxièmes parties d'extrémité 32 et 52 sont séparées l'une de l'autre d'une deuxième distance D2, inférieure à la première distance D1. La première 10 distance D1 est égale à l'épaisseur T1 de la première couche séparatrice 4. La deuxième distance D2 est égale à la somme des épaisseurs Tl et T2 de la première couche séparatrice 4 et de la deuxième couche séparatrice 9. Par ailleurs, la deuxième piste conductrice 5 présente une forme asymétrique. Les dimensions de la deuxième branche longitudinale 55 sont 15 différentes des dimensions de la première branche longitudinale 56. En particulier, la deuxième branche longitudinale 55 présente une largeur Y1 supérieure à la largeur Y2 de la première branche longitudinale 56. Les figures 17 à 25 représentent de manière schématique différents autres modes de réalisation d'un dispositif résonateur 1 conforme à 20 l'invention. Sur la figure 17, la première piste conductrice 3 présente une forme rectiligne. La deuxième piste conductrice 5 présente une forme arquée. Sur la figure 18, la première piste conductrice 3 et la deuxième piste conductrice 5 présentent chacune une forme de U. La première piste 3 et la 25 deuxième piste 5 sont disposées l'une par rapport à l'autre de sorte que seules les parties d'extrémité 31 et 51, 32 et 52 des pistes 3 et 5 se chevauchent. Sur la figure 19, la première piste conductrice 3 présente une forme rectiligne. La deuxième piste conductrice 5 présente une forme de C. 30 Sur la figure 20, la première piste conductrice 3 présente une forme rectiligne. La deuxième piste conductrice 5 présente une partie 53 en forme de boucle rectangulaire ouverte et deux branches longitudinales 55, 56 3033103 23 s'étendant à partir de la partie en forme de boucle 53. Chaque branche longitudinale 55, 56 présente une partie d'extrémité 51, 52 qui chevauche une partie d'extrémité 31, 32 respective de la première piste 3. Sur la figure 21, le dispositif comprend deux premières pistes 5 conductrices rectilignes 3 et 3' et une deuxième piste conductrice 5 en forme de H. Les premières pistes conductrices 3 et 3' s'étendent parallèlement l'une à l'autre. La deuxième piste conductrice 5 comprend deux parties en forme de boucle 53 et 53' présentant une branche transversale 54 commune et quatre branches longitudinales 55, 56, 55', 56' 10 s'étendant perpendiculairement à la branche transversale 54. Chaque branche longitudinale 55, 56, 55', 56' présente une partie d'extrémité 31, 32, 31', 32'. Les premières pistes 3, 3' et la deuxième piste 5 sont agencées les unes par rapport à l'autre de sorte que chaque partie d'extrémité 51, 52, 51', 52' de la deuxième piste 5 chevauche une partie d'extrémité respective 31, 15 32, 31', 32' de l'une des premières pistes 3, 3'. Sur la figure 22, le dispositif comprend également deux premières pistes conductrices rectilignes 3 et 3', et une deuxième piste conductrice 5. Les premières pistes conductrices 3, 3' s'étendent parallèlement l'une à l'autre. Les premières pistes 3 et 3' présentent des longueurs différentes. La 20 deuxième piste 5 comprend deux parties en forme de boucle 53 et 53' présentant une branche transversale commune 54 et quatre branches longitudinales 55, 56, 55', 56' s'étendant à partir de la branche transversale 54. Plus précisément, la deuxième piste 5 présente une première paire de branches longitudinales 55, 56 et une deuxième paire de branches 25 longitudinales 55', 56'. Les branches longitudinales 55, 56 de la première paire sont espacées l'une de l'autre d'une première distance Lx1. Les branches longitudinales 55', 56' de la deuxième paire sont espacées l'une de l'autre d'une deuxième distance Lx2. Les premières pistes 3, 3' et la deuxième piste 5 sont agencées les unes par rapport à l'autre de sorte que 30 les parties d'extrémité 51, 52 des branches 55, 56 de la première paire chevauchent les parties d'extrémité 31, 32 de l'une des premières pistes 3 3033103 24 et les parties d'extrémité 51', 52' des branches 55', 56' de la deuxième paire chevauchent les parties d'extrémité 31', 32' de l'autre première piste 3'. Sur la figure 23, le dispositif comprend deux premières pistes rectilignes 3 et 3', et deux deuxièmes pistes 5 et 5' en forme de U. Chaque 5 deuxième piste 5, 5' présente des parties d'extrémité 51, 52, et 51', 52' qui chevauchent les parties d'extrémité 31, 32, et 31', 32' de l'une des premières pistes 3, 3'. Les premières pistes 3 et 3' sont identiques entre elles, mais sont disposées perpendiculairement l'une par rapport à l'autre. De même, les deuxième pistes 5, 5' sont identiques entre elles mais sont 10 tournées de 90 degrés l'une par rapport à l'autre. Sur la figure 24, le dispositif comprend une première piste rectiligne 3 et une deuxième piste 5 en forme de U. La deuxième piste 5 comprend une branche transversale 54 et deux branches longitudinales 55, 56 parallèles. Les branches longitudinales 55, 56 présentent des largeurs YI et 15 Y2 différentes l'une de l'autre. La première piste 3 et la deuxième piste 5 sont disposées l'une par rapport à l'autre de sorte que la première partie d'extrémité 51 de la deuxième piste 5 chevauche la première partie d'extrémité 31 de la première piste 3, et que la deuxième partie d'extrémité 52 de la deuxième piste 5 chevauche la deuxième partie d'extrémité 32 de 20 la première piste 3. Sur la figure 25, le dispositif comprend une première piste 3 en forme de L ayant une branche transversale 34 et une branche longitudinale 35. La branche longitudinale 35 de la première piste 3 chevauche en partie l'une des branches longitudinales 55 de la deuxième piste 5. La partie 25 d'extrémité 32 de la branche transversale 34 de la première piste 3 chevauche la partie d'extrémité 52 de l'autre branche longitudinale 56 de la deuxième piste 5. Les figures 26A à 26G illustrent de manière schématique des étapes d'un procédé de fabrication d'un dispositif résonateur conforme à 30 l'invention. 3033103 25 Selon une première étape (illustrée sur la figure 26A), une couche d'arrêt 10 et une couche séparatrice 4 sont formées sur une première couche de substrat 11. La première couche de substrat 11 est en Arséniure de gallium 5 (GaAs) et présente une épaisseur de 300 lm. La couche d'arrêt 10 est formée en Arséniure de gallium-aluminium (AlGaAs). La couche d'arrêt 10 s'étend entre le premier substrat 11 et la couche séparatrice 4. La couche séparatrice 4 comprend par exemple une hétérostructure 10 formée d'une alternance de couches GaAs - AlxGai_xAs d'épaisseurs respectives 100 nm et 21Am. Selon une deuxième étape (illustrée sur la figure 26B), une ou plusieurs première(s) piste(s) conductrice(s) 3 est(sont) formée(s) sur la première face 41 de la couche séparatrice 4. 15 La ou les première(s) piste(s) conductrice(s) 3 sont formées en un alliage d'or et de titane, par lithographie optique ou lithographie électronique. Selon une troisième étape (illustrée sur la figure 26C), une couche en matériau diélectrique 12 est déposée sur la couche séparatrice 4, par 20 exemple par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD). Le matériau diélectrique peut être du dioxyde de silicium (SiO2) ou du nitrure de silicium (SiN). Une fois la couche en matériau diélectrique 12 déposée, les premières pistes conductrices 3 se trouvent noyées dans la couche en 25 matériau diélectrique 12. Selon une quatrième étape (illustrée sur la figure 26D), l'ensemble formé du premier substrat 11, de la couche d'arrêt 10, de la couche séparatrice 4, des premières pistes 3 et de la couche en matériau diélectrique 12, est collé sur un deuxième substrat 2. 30 A cet effet, la couche en matériau diélectrique 12 est revêtue d'une couche 13 d'une composition adhésive sur laquelle est rapporté le deuxième substrat 2. 3033103 26 La composition adhésive 13 peut être une composition à base d'époxy par exemple. La deuxième couche de substrat 2 est formée en Arséniure de gallium (GaAs). La deuxième couche de substrat 2 est destinée à former 5 ultérieurement le substrat 2 du ou des dispositif(s) résonateur(s). Selon une cinquième étape (illustrée sur la figure 26E), la première couche de substrat 11 est éliminée par gravure sélective à l'acide citrique. La couche d'arrêt 10 permet de limiter la gravure pour n'éliminer que la première couche de substrat 11. 10 Selon une sixième étape (illustrée sur la figure 26F), la couche d'arrêt 10 est éliminée, par gravure sélective en solution aqueuse d'acide fluorhydrique. Selon une septième étape (illustrée sur la figure 26G), une ou plusieurs deuxième(s) piste(s) conductrice(s) 5 est(sont) formée(s) sur la 15 deuxième face 42 de la couche séparatrice 4, opposée à la première face 41. La ou les deuxième(s) piste(s) conductrice(s) 5 sont formées en un alliage d'or et de titane, par lithographie optique ou lithographie électronique. 20 Le procédé permet de fabriquer collectivement un grand nombre de dispositifs résonateurs 1. REVENDICATIONS1. Dispositif résonateur électrique tridimensionnel (1) de type inductance-capacité, ayant une fréquence de résonance donnée supérieure ou égale à 5 100 gigahertz , comprenant : - une couche séparatrice (4), - une première piste (3) en matériau conducteur et une deuxième piste (5) en matériau conducteur, la première piste (3) et la deuxième piste (5) étant formées respectivement de part et d'autre de la couche séparatrice 10 (4), la première piste (3) présentant deux parties de chevauchement (31, 32), et la deuxième piste (5) présentant deux parties de chevauchement (51, 52) et une boucle inductive (53) reliant les deux parties de 15 chevauchement (51, 52), chaque partie de chevauchement (31, 32) de la première piste (3) étant disposée en regard d'une partie de chevauchement respective (51, 53) de la deuxième piste (5) de manière à former deux capacités (Ci, C2), espacées spatialement l'une de l'autre, 20 la boucle inductive (53) étant propre à générer un champ magnétique (H) à l'intérieur de la boucle inductive et autour des pistes, et chaque capacité étant propre à générer un champ électrique (E) à l'intérieur de la couche séparatrice (4) lorsque le dispositif est excité à la fréquence de résonance. 25 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le champ magnétique (H) généré par la boucle inductive (53) dans la couche séparatrice (4) présente une composante principale s'étendant selon une direction parallèle au champ électrique (E) généré par les capacités. 30 3033103 28 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le champ électrique (E) généré par chaque capacité s'étend selon une direction parallèle à la direction (z) de l'épaisseur de la couche séparatrice (4). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel au moins 70% de l'énergie électrique générée par le champ électrique (E) est localisée dans des zones de la couche séparatrice (4) située entre les parties de chevauchement (31, 51 ; 32, 52) de la première piste (3) et de la deuxième piste (5). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les parties de chevauchement (51, 52) de la deuxième piste (5) sont espacées l'une de l'autre d'une distance d'espacement Lx, la boucle inductive (53) présente une dimension longitudinale Ly, chaque partie de chevauchement présente une longueur W et une largeur Y et dans lequel Lx+2Y et Ly+W+Y sont inférieures à la longueur d'onde de la résonance À, , la longueur d'onde de résonance À, étant définie comme étant égale à Cfres où c est la vitesse de la lumière dans le vide et f res est la fréquence de résonance du dispositif. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la couche séparatrice présente une épaisseur de (T) inférieure à )L/2n, où n est l'indice de réfraction de la couche séparatrice (4) et )L est la longueur d'onde de résonance, )L étant égale à Cfres où c est la vitesse de la lumière dans le vide et f res est la fréquence de résonance du dispositif. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la fréquence de résonance f res est supérieure ou égale à 100 Gigahertz et le dispositif fonctionne en régime quasi-statique à la fréquence de résonance f res ' 3033103 29 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel chaque zone de la couche séparatrice (4) située entre une partie de chevauchement (31, 32) de la première piste (3) et une partie de chevauchement (51, 52) de la deuxième piste (5) formant une capacité présente un volume inférieur ou 5 égal à (2,/2n)3, où n est l'indice de réfraction de la couche séparatrice (4) et Â, est la longueur d'onde de résonance, Â, étant égale à Cfres où c est la vitesse de la lumière dans le vide et Ires est la fréquence de résonance du dispositif. 10 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la première piste conductrice (3) présente une forme rectiligne. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel les dimensions et le positionnement des capacités (Ci, C2) et ceux de la boucle 15 inductive (53) permettent de séparer spatialement à la fréquence de résonance (f ) suivant un plan médian (x, y) de la couche séparatrice (4), "res perpendiculairement à une direction de l'épaisseur (z) de la couche séparatrice (5), des composantes principales des champs électriques (E) et du champ magnétique (H) s'étendant selon la direction de l'épaisseur (z). 20 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la deuxième piste conductrice (5) présente une forme de U ayant deux branches parallèles (55, 56), les parties de chevauchement (51, 52) étant situées aux extrémités respectives des branches du U. 25 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel la deuxième piste (5) présente une forme asymétrique. 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel chaque 30 piste conductrice (3, 5) présente une partie d'extension (37, 57) pour raccorder les pistes conductrices (3, 5) à une source de courant pour 3033103 30 alimenter le dispositif ou à un détecteur de courant pour détecter un courant extrait à partir du dispositif. 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, comprenant un motif 5 métallique (6, 7, 8) couplé de manière capacitive ou inductive avec la deuxième piste conductrice (5), le motif métallique (6, 7, 8) étant propre à collecter un rayonnement électromagnétique (R) éclairant le dispositif. 15. Ensemble résonateur électrique, comprenant une pluralité de dispositifs 10 (1) selon l'une des revendications 1 à 14, un premier conducteur électrique raccordant électriquement les premières pistes (3) entre elles et un deuxième conducteur électrique raccordant les deuxième pistes (5) entre elles.