Абсолютно черное тело

 


Новый материал отражает в несколько раз меньше света, чем обычное антибликовое покрытие, используемое для усиления эффективности электронных устройств, таких как лазеры.

Свет отражается в том случае, если он проходит между материалами, которые характеризуются различными коэффициентами преломления или скоростью прохождения света через материал. Чем больше различия коэффициентов, тем сильнее отражение. Новое покрытие имеет практически такой же индекс преломления, что и воздух. «К сожалению, оно не подходит для таких поверхностей, как ветровое стекло или стекла очков», – говорит Фред Шуберт, исследователь оптических материалов из Ренсселаерского политехнического института в Нью-Йорке, группа которого занималась разработкой покрытия.

Чтобы создать новый материал, исследователи наносили пары диоксида кремния или диоксида титана на нитрид алюминия, прозрачный полупроводник, используемый для изготовления светодиодов. Наклоняя поверхность из нитрида алюминия, ученые создавали такие условия, чтобы пар конденсировался в виде множества крошечных палочек толщиной примерно 50 нм, ориентированных под определенным углом.

«Низкий коэффициент преломления материала объясняется его пористостью, – говорит Шуберт. – Чем легче электроны материала смещаются электромагнитным излучением, тем выше коэффициент преломления. Но пористый материал имеет меньше электронов, которые могут быть смещены, отсюда и более низкий коэффициент».

Моделируя покрытие из пяти слоев нанопалочек и делая пористость каждого следующего слоя все меньше, ученые варьировали коэффициент преломления покрытия с 2,03 в нижнем слое до 1,05 в верхнем. (Для воздуха он составляет 1,0.) Такая многослойность дает и другое важное преимущество – покрытие работает для света различных длин волн, а также при падении света под разными углами. Хотя наибольшая его эффективность отмечается при величине угла падения света близкой к 30 градусов. Шуберт говорит, что обычно антибликовые покрытия уменьшают отражение на одних длинах волн, но увеличивают на других длинах волн. И к тому же, хорошо работают только в том случае, если свет падает перпендикулярно поверхности. В ближайшем будущем ученые планируют проверить, как новый материал будет работать на реальных устройствах.


Источник: В мире науки