Forskere blander møntmetaller for at opnå legeringer bedre end guld

Et peer-reviewed papir baseret på undersøgelsen blev for nylig offentliggjort på forsiden af ​​tidsskriftet ACS Photonics .

Tidligere arbejde med at justere mængden af ​​lette materialer absorbere er blevet begrænset af de iboende egenskaber ved rene metaller.

"Tænk på sollys, der fanger sølv på dit armbåndsur og projicerer de små dansende prikker på væggen ved siden af ​​dit skrivebord. Bølgelængderne af lys, der er nødvendige for at frembringe den effekt, er altid inden for det samme område. Dette kaldes en forudbestemt optisk reaktion, og det har begrænset forskeres evne til at ændre, hvor meget lys der absorberes i en enhed, der er fremstillet af rene metaller, såsom guld, sølv, og kobber, "forklarede Marina Leite, adjunkt i materialevidenskab og teknik ved UMD og tilsvarende forfatter til papiret.

For at overvinde denne begrænsning, Leite og Chen Gong, en kandidatstuderende ved UMD og medforfatter af papiret, undersøgt, hvordan legeringsprocesserne for disse ædelmetaller påvirker deres optiske respons for at identificere kombinationer, der forbedrer eller hæmmer absorptionen af ​​lys.

"Dette arbejde er et perfekt eksempel på kraften i materialevidenskab og teknik:vi opdagede en måde at kontrollere og ændre metals optiske egenskaber ved at blande dem. Disse legeringer får en unik funktionalitet, der ikke kan opnås ved hjælp af deres rene modstykker - hvilket gør dem til en bedre, mere kraftfuldt værktøj til afstemt optisk respons end guld, sølv, eller kobber alene, sagde Leite.

"Vores resultater er relevante for mine kolleger, der arbejder med fotoniske enheder - komponenter til at skabe, manipulerende, eller detektering af lys - da disse enheder er stærkt afhængige af afstemningen af ​​det optiske respons på deres byggesten, "Tilføjede Leite.

Jeremy Munday, adjunkt i el- og computerteknik ved UMD, er enig. "Mine kolleger og jeg har arbejdet på at øge effektiviteten af ​​solceller, specifikt ved at undersøge brugen af ​​alle metalindsamlingsenheder. Evnen til vilkårligt at indstille deres optoelektroniske egenskaber ville have en betydelig indvirkning på deres ydeevne, " han sagde.

Dette arbejde har også bredere økonomiske implikationer på grund af muligheden for at erstatte kostbare metaller med billige og jordfyldte metaller. Selvom guld umiddelbart kan genkendes som et ædle og dyrt metal, kobber og aluminium er meget lettere tilgængelige. Leite og hendes kolleger undersøger nu, hvordan de kan inkorporere legeringer ved hjælp af disse metaller i højtydende optiske enheder.