世界上第一个材料反映了几乎没有光

一个研究小组伦斯勒理工学院创造了世界上第一个材料反映了几乎没有光。报告在3月出版的《自然光子学,他们描述一个光学镀膜材料制成,使大大改善了控制光的基本性质。研究可以打开门亮led,更高效的太阳能电池,和一个新的“智能”光源,适应特定的环境,以及其他潜在的应用。

大多数表面反映某种光,从水坑的水到一面镜子。新材料已经几乎和空气的折射率,使它的理想构建块anti-reflection涂料。它设置了一个世界纪录通过减少反射率比传统anti-reflection涂料由一个数量级。

基本属性——折射率控制材料反映的光量,以及其他光学特性如衍射、折射,光的速度在材料。折射率是光学和光子学的最基本的数量。追溯到牛顿,他称之为“光密度,”弗雷德·e·舒伯特说Wellfleet伦斯勒理工学院资深教授未来的芯片星座星座和高级该论文的作者之一。

舒伯特和他的同事创造了一个材料折射率为1.05,这是极其接近空气的折射率和最低的报道。窗户玻璃,相比之下,折射率为1.45。

令人难以置信的新事物在光学和光子学
多年来科学家们试图创建材料,可以消除不必要的反射,从而降低各种光学组件和设备的性能。欧洲杯足球竞彩“我们开始思考,没有可行的材料的折射率范围1.0 - -1.4,”舒伯特说。“如果我们有这样的材料,我们可以做令人难以置信的新事物在光学和光子学。”

所以团队创建了一个。使用了一种叫做斜角沉积,研究者沉积二氧化硅纳米精确45度角的位置上的氮化铝薄膜,这是一种半导体材料中使用先进的发光二极管(led)。从侧面,电影看起来就像一块草坪草皮的截面叶片稍扁。

这项技术允许研究人员强烈减少甚至消除反射波长和入射角度的光,舒伯特说。传统anti-reflection涂料,尽管广泛使用,只能在单一波长,当光源定位直接垂直于材料。

广泛的应用
新光学镀膜可以找到几乎任何应用程序中使用的光或材料,如:

• 更高效的太阳能电池。新涂层可能增加的光量达到太阳能电池由几个百分比的活跃区域,这可能会对其性能产生重大影响。“传统涂料不适合广泛的光谱源像太阳,”舒伯特说。“太阳发光的紫外、红外、可见光谱范围。使用所有的能量由太阳提供,我们不希望任何太阳能电池表面反射的能量。”
• 明亮的led。led正越来越多地用于交通信号、汽车照明、和退出的迹象,因为他们画远电力和比传统荧光灯和白炽灯持续更久。但目前led还不够聪明来取代标准的灯泡。消除反射可以提高led的亮度,这可能会加速替代传统光源的固态源。
• “智能”照明。不仅可以改善led提供显著的能源节省,他们还提供潜在的全新功能。舒伯特的新技术允许大大改善了控制光的基本性质,从而使“智能”光源来适应特定的环境。智能光源提供的潜在改变人体生理节律与改变的工作安排,或允许汽车不知不觉中与后面的那辆车,根据舒伯特。
• 光学互联。对于许多计算应用程序,这将是理想的交流使用的光子,而不是电子电路中找到。这是新兴的光子学领域的基础。新材料能帮助实现欧洲杯足球竞彩更大的控制光,帮助维持蓬勃发展光子学革命,舒伯特说。
• 高反射镜。anti-reflection涂料的概念也可以打开,根据舒伯特。能够精确控制材料的折射率可以用来制造极其高反射镜,用于许多光学组件包括望远镜、光电设备和传感器。
• 黑体辐射。也可以促进基础科学发展。欧洲杯线上买球一个反映没有光的材料被称为理想的黑体。“没有这样的材料提供给科学家,直到现在。研究人员可以利用理想黑体揭示量子力学,宣扬的物理的理论解释了原子领域固有的“古怪”。

舒伯特和他的同事只有几个样品的新材料来证明这是可以做到的,但斜角蒸发技术已经广泛应用于工业、和设计可以应用到任何类型的基质——不仅仅是一个昂贵的半导体,如氮化铝。