Наноструктуры поглощают свет со всех направлений

Материалы, эффективно поглощающие свет, необходимы для многих приложений, таких как оптические взаимосвязи, светоизлучающие источники и экраны для микрооптических устройств. В частности, требуются материалы, поглощающие свет со всех направлений, которые были бы простыми в изготовлении.

Недавно исследователи из Испании продемонстрировали всенаправленное поглощение света наноструктурными металлическими поверхностями, которые содержат локализованные оптические возбуждения, известные как плазмоны. Эффект наблюдается во всем диапазоне углов падения и может настраиваться от видимого диапазона до ближней инфракрасной части спектра. Такая поверхность может найти применение для изготовления солнечных элементов.

Из металла можно изготовить отличное зеркало в макроскопической шкале, однако он плохо отражает, когда размеры зеркал становятся сравнимыми с длиной волны падающего света. Примером может служить «черное серебро».

Начиная с 1970-х, исследователи демонстрировали, что поверхностные возбуждения в оптическом, инфракрасном и микроволновом спектре могут полностью поглощать свет, используя линейную решетку. Проблема, однако, в том, что поглощение в решетках основывается на делокализованных поверхностных возбуждениях, которые очень чувствительны к углу падения света. Этот фактор ограничивает применение подобных устройств в фотогальванических ячейках.

Испанские исследователи из Института оптики в Мадриде совместно с коллегами из Великобритании и Франции показали, что всенаправленное поглощение света возможно на непрозрачных поверхностях, на которых специальным методом локализованы плазмонные резонансы.

Правда, проблемы остаются, поскольку эффект наблюдается только для специфических длин волн.