Кремний и золото заставили «ловить» свет в 10 тысяч раз эффективнее

Ученые Университета ИТМО создали материал, который в 10 тысяч раз активнее поглощает и излучает свет, чем обычный кремний, сообщает онлайн-журнал «Энергия+». Разработка может найти применение в медицине, промышленности, энергетике и оптических вычислительных системах.

Секрет — в метаповерхности особой формы. Она состоит из упорядоченных цилиндров из золота и кремния, расположенных на металлической пленке и отделенных от подложки зазором. Такая структура действует как ловушка для фотонов: даже небольшое количество материала поглощает или излучает гораздо больше света.

Выбор золота был неслучайным. Этот металл отлично отражает свет, особенно в видимом и инфракрасном диапазонах, и почти не поглощает фотоны благодаря своей атомарной структуре.

«Материал может пригодиться для создания наносенсоров и наноизлучателей, которые используются в медицине, науке и промышленности, — рассказал Артем Ларин, научный сотрудник физического факультета Университета ИТМО. — 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».

По его словам, метаповерхность, способная «запирать» частицы света и усиливать их взаимодействие с веществом, может стать основой более эффективных солнечных батарей. Правда, для этого конструкцию придется доработать — сейчас она улавливает только инфракрасное излучение длиной волны 1135 нанометров.