Quand on cherche à réduire la taille d'un faisceau lumineux, on se heurte au phénomène de diffraction qui impose une limite de l'ordre de la longueur d'onde.

Il est toutefois possible de confiner la lumière dans un espace de dimensions inférieures à cette limite en convertissant la lumière en oscillations collectives d'électrons à la surface d'un métal (« plasmons de surface »). On peut en effet exciter par voie optique les électrons de conduction de nanoparticules d'or à la fréquence de l'onde électromagnétique (dite de « résonance plasma »), soit 430-750 térahertz (10¹² Hz) pour la lumière visible. Si cette technique a trouvé de nombreuses applications, elle est inopérante avec ce matériau dans la gamme du térahertz qui intéresse de nombreux secteurs : imagerie médicale, sécurité, contrôle qualité, télécommunications, etc.

Des chercheurs de l'Iramis et leurs partenaires montrent qu'il est possible de réaliser, à partir d'un matériau semi-conducteur (InSb​), des microcavités résonnantes à des fréquences plasmon dans le domaine térahertz.

Ces fréquences correspondent à des photons dans l'infrarouge très lointain, dont la longueur d'onde est de l'ordre de 0,3 mm. La dimension caractéristique de ces cavités est de l'ordre de 10 µm, et donc très inférieure à la longueur d'onde. Un volume record de confinement 10^-7 fois inférieur à celui imposé par la limite de diffraction. Au-delà, on observe une disparition progressive de la résonance plasmon. À cette limite ultime du confinement, de nouveaux effets tels que des interactions « non locales » entre lumière et matière apparaissent.

De plus, il est possible d'accorder en fréquence ces microcavités térahertz en variant leur température ou en appliquant un champ magnétique ou électrique. Cette accordabilité, que ne permettent pas les approches basées sur les métaux, leur ouvre de nouvelles perspectives, notamment la conception de métamatériaux et des expériences inédites de couplage ultra-fort entre lumière et matière au térahertz.