Forskere præsenterer metamaterialer til solceller og nano-optik

Et forskerhold fra NUST MISIS Laboratory of Superconducting Metamaterials ledet af Alexey Basharin, Universitetslektor og kandidat i tekniske videnskaber, har udviklet et metamateriale-dielektrikum, der har unikke egenskaber og er let at fremstille. Denne lette adgang giver forskere mulighed for at bruge den til at oprette de nyeste optiske enheder. Forskningsresultaterne blev offentliggjort i Laser &fotonik anmeldelser .

Anapole er en ikke-emitterende diffusor, der er gennemsigtig for elektromagnetisk stråling. I 2017, et forskerhold fra Laboratory of Superconducting Metamaterials og deres kolleger fra University of Crete (Heraklion) fastslog, at anapol er en ideel resonator. Ved bestråling udefra, anapol beholder al energien i sig selv, mens de elektromagnetiske svingninger falmer meget langsomt.

Sammenlignet med metalliske metamaterialer, dielektriske metamaterialer er mere lovende, da de ikke opvarmer under udsættelse for elektromagnetisk stråling, hvilket minimerer deres energispredning. Hvert dielektrisk metamateriale kan endda bruges i det optiske spektrum til at kontrollere dets resonans.

Forskerteamets arbejde viser en lovende ny retning i udviklingen af ​​metamaterialer. Tidligere har dielektriske metamaterialer blev fremstillet ved fremstilling af komplekse dielektriske (sfæriske eller cylindriske) nanopartikler eller ved aflejring af forskellige nanolag. Imidlertid, forskergruppen fra Laboratory of Superconducting Metamaterials har vist, at metamaterialer kan fremstilles ved at perforere huller i den tynde film af silicium eller andre dielektriske stoffer. En af de nemmeste måder at gøre dette på er at bruge en FIB -stråle - en fokuseret ionstråle, der skaber huller op til 5 nm store.

"I den teoretiske del af forsøget, vi var i stand til at vise, at det i det optiske frekvensområde vil være muligt at ophidse en særlig anapoltilstand, som er lovende for den stærke lokalisering af elektromagnetiske felter, samt sensorer. Ud over, vi har fundet ud af, at disse metamaterialer kan være gennemsigtige for elektromagnetiske bølger, som i virkelige forsøg med silicium skulle vise beviset for vores teknik og øge gennemsigtigheden af ​​siliciumplader markant, for eksempel, til brug i solbatterier, "sagde Alexey Basharin, projektleder.

Forskerne foreslår, at dette nye metamateriale kan bruges i silicium nanooptics og solceller. Arbejdet med den eksperimentelle del af undersøgelsen fortsætter i øjeblikket med RAS og internationale partnere.