Forskerhold opdager en ny måde at lave en næsten perfekt lysabsorber

(Phys.org) – Et internationalt forskerhold ledet af David Smith fra Duke University har skabt en ny type lysabsorberende materiale, der er langt billigere at fremstille end konventionelle metoder. De beskriver deres polymerbelagte guldbasismateriale støvet med små terninger af sølv i deres papir offentliggjort i tidsskriftet Natur .

Evnen til at absorbere lys er en nyttig egenskab i mange fotoniske applikationer - at kunne gøre det fuldstændigt er endnu mere værdsat. Metamaterialer (dem der ikke findes i naturen), der gør det, er i øjeblikket fremstillet ved hjælp af litografi, hvilket er både dyrt og tidskrævende, begrænser de typer applikationer, de kan bruges til. Med udviklingen af ​​et nyt metamateriale af forskerholdet, det kan ændre sig.

For at lave det nye materiale anbragte forskerne et meget tyndt stykke guld oven på et stykke fladt glas, og dyppede det derefter i en polymeropløsning for at skabe et polymerlag over guldet på blot et par nanometer tykt. Næste, de skærer et stykke sølv i meget små terninger, hver kun 74 nanometer bred og kastede dem tilfældigt på det polymerbelagte guld. Og det var alt, der skulle til.

Opsætningen fungerer, fordi når lys med en bestemt bølgelængde rammer en af ​​kuberne, dens elektroner bliver ophidsede og begynder at svinge med elektronerne i guldet nedenunder. Forskerne mener, at den resulterende Plasmon-resonans mellem de to metaller får lys til at blive fanget i polymermaterialet. På grund af det, tykkelsen af ​​polymeren er afgørende for at definere, hvilken bølgelængde af lys der vil blive fanget. Ved at skabe en bas med en række platforme med forskellige tykkelser, det bliver muligt at absorbere alt det lys, der kommer til en enkelt enhed.

Ved afprøvning af det nye materiale, holdet siger, at det fungerer lige så godt som materialer fremstillet af ætsning, men koster langt mindre at producere. På grund af det, tilføjer de, det bliver muligt at bygge større og en mere forskelligartet gruppe af fotoniske enheder. Et problem i systemet er tilbage - hvordan man fremstiller sølvterningerne, så de er næsten perfekt skåret og alle af samme nøjagtige størrelse.

Næste op for holdet er at se på andre materialer, der kan bruges i stedet for polymeren til applikationer, der kræver varmebestandighed.

© 2012 Phys.org