Ученые Университета ИТМО создали новый материал на основе кремния и золота. Он в десять тысяч раз активнее поглощает и излучает свет, чем обычный кремний. Это свойство делает его полезным в разных сферах, включая медицину, промышленность и энергетику.
По словам разработчиков, весь секрет — в созданной ими метаповерхности особенной формы. Она представляет собой массив упорядоченных цилиндров из золота и кремния на металлической пленке. Массив цилиндров отделен от подложки зазором. Он выступает ловушкой для фотонов, надежно удерживая их. За счет этого даже небольшие объемы материала могут поглощать или излучать намного больше света: его коэффициент поглощения в десять тысяч раз выше, чем у обычного кремния.
Золото ученые выбрали за то, что оно очень хорошо отражает свет, особенно видимый и инфракрасный, практически без поглощения фотонов. Это объясняется атомарной структурой этого металла.
Материал может пригодиться для создания наносенсоров и наноизлучателей, которые используются в медицине, науке и промышленности. Другое потенциальное применение — оптические вычислительные системы. Носителями информации в таких системах будут частицы света, а не электрический ток, поэтому они смогут работать быстрее и меньше нагреваться.
Артем Ларин
Научный сотрудник физического факультета Университета ИТМО
По словам Артема Ларина, метаповерхность, способная ловить частицы света и «запирать» их для улучшения взаимодействия с веществом, может стать основой более эффективных солнечных батарей. Однако для этого ее нужно будет модернизировать — в нынешнем варианте она улавливает только инфракрасное излучение длиной волны 1135 нанометров.
Оригинал статьи и другие материалы об энергетике читайте на сайте журнала «Энергия+».