Создан метаматериал с выдающейся поглощательной способностью

Четверо физиков из Норфолкского университета штата и Университета Пердью (оба - США) разработали метаматериал с исключительной поглощающей способностью.

Читателям "КЛ" прекрасно известно, что метаматериалы обычно используются для создания маскирующих устройств и оптических систем, преодолевающих дифракционный предел. В этих случаях поглощение излучения становится нежелательным эффектом, который необходимо минимизировать.

Интересовавшие авторов "гиперболические" метаматериалы, напротив, способны очень эффективно поглощать свет и могут применяться при конструировании фотодетекторов и солнечных элементов. Материалы этого класса отличаются тем, что компоненты диэлектрической проницаемости, определяемые в двух взаимно перпендикулярных направлениях, у них имеют противоположные знаки. Примерами таких структур служат представленные ранее массивы металлических нанопроводов в диэлектрических мембранах и слоистые металл-диэлектрические или полупроводниковые конструкции.

Для своих экспериментов американцы изготовили массив серебряных нанопроводов толщиной 35 нм в мембране из оксида алюминия. Нанопровода ориентировались перпендикулярно поверхности последней, и в ближней инфракрасной области спектра диэлектрическая проницаемость в направлении, совпадающем с осью нанопровода, оказалась отрицательной, а в плоскости мембраны - положительной.

При падении излучения с s- и p-поляризацией на образцы физики зарегистрировали довольно слабое отражение, но этого им показалось мало. Чтобы улучшить поглощающие свойства, учёные обработали поверхность образцов шлифовальным порошком, сделав её менее ровной. Как и ожидалось, искусственные дефекты поверхности снизили долю отражаемого излучения и превратили метаматериал в превосходный поглотитель.

Подготовлено по материалам Technology Review.