2007年3月6日
一组研究人员伦斯勒理工学院创造了世界上第一种几乎不反射光线的材料。他们在3月份的《自然光子学》(Nature Photonics)杂志上发表了一篇文章，描述了一种由这种材料制成的光学涂层，它极大地改善了对光的基本特性的控制。这项研究可能会为更明亮的led、更高效的太阳能电池和适应特定环境的新型“智能”光源等许多潜在应用打开大门。
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| Rensselaer / Fred Schubert |
大多数表面反射一些光——从水坑一直到镜子。这种新材料的折射率几乎与空气相同，使其成为防反射涂层的理想材料。与传统的防反射涂层相比，其反射率降低了一个数量级，创造了世界纪录。
一种被称为折射率的基本性质决定了一种材料反射的光的数量，以及其他光学性质，如衍射、折射和光在材料内部的速度。“折射率是光学和光子学中最基本的物理量。它可以追溯到艾萨克·牛顿(Isaac Newton)，他把它称为‘光密度’，”伦斯勒未来芯片群Wellfleet高级星座教授、论文的资深作者e·弗雷德·舒伯特(E. Fred Schubert)说。
舒伯特和他的同事们创造了一种折射率为1.05的材料，这非常接近空气的折射率，是有史以来报道的最低折射率。相比之下，窗玻璃的折射率约为1.45。
多年来，科学家们一直试图制造一种可以消除不必要反射的材料，这种反射会降低各种光学元件和设备的欧洲杯足球竞彩性能。舒伯特说:“我们开始思考，在折射率1.0-1.4范围内，没有可行的材料可用。”“如果我们有这样一种材料，我们就可以在光学和光子学领域做出令人难以置信的新东西。”
所以这个团队创造了一个。使用一种叫做斜角度沉积的技术，研究人员将二氧化硅纳米棒以精确的45度角沉积在一层氮化铝薄膜上，氮化铝是一种用于高级发光二极管(led)的半导体材料。从侧面看，这些胶片看起来很像一片草坪的横截面，叶片略平。
舒伯特说，这项技术使研究人员能够大大减少甚至消除所有波长和入射角度的反射。传统的防反射涂层虽然被广泛使用，但只能在单一波长下工作，而且光源的位置与材料直接垂直。
这种新的光学涂层几乎可以在光进入或离开一种材料的任何应用中找到用途，例如:
- 更高效的太阳能电池。这种新涂层可以将到达太阳能电池活跃区域的光增加几个百分点，这可能对其性能产生重大影响。“传统的涂层不适用于像太阳这样的广谱源，”舒伯特说。“太阳发出紫外线、红外线和可见光谱范围的光。为了利用太阳提供的所有能量，我们不希望任何能量被太阳能电池表面反射。”
- 明亮的led。led越来越多地用于交通信号灯、汽车照明和出口标志，因为它们比传统的荧光灯和白炽灯耗电量少，使用时间长。但目前的led亮度还不足以取代标准灯泡。消除反射可以提高led的亮度，这将加速传统光源被固态光源取代。
- “智能”照明。不仅可以改善LED提供显着的节能，它们还提供了完全新功能的潜力。Schubert的新技术允许大大提高光的基本属性，这可能允许“智能”光源适应特定环境。根据Schubert的说法，智能光源提供了改变人类昼夜节律以改变人类昼夜节律以匹配变化的工作时间表，或者允许汽车不知不觉地与汽车背后的汽车通信。
- 光互连。对于许多计算应用，使用光子通信是理想的，而不是电路中的电子。这是光子爆炸领域的基础。Schubert欧洲杯足球竞彩说，新材料有助于实现对光线的更大控制，帮助蓬勃发展的光子革命。
- 高反射镜。舒伯特说，抗反射涂层的想法也可以反过来用。精确控制材料折射率的能力可以用来制造高反射率的镜子，这种镜子用于许多光学元件，包括望远镜、光电设备和传感器。
- 黑体辐射。这一发展也可以促进基础科学的发展。欧洲杯线上买球不反射光线的物质被称为理想的“黑体”。到目前为止，科学家们还没有得到这样的材料。研究人员可以利用一个理想的黑体来阐明量子力学，这个备受吹捧的物理学理论解释了原子领域内在的“怪异”。
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。
舒伯特在同一期《自然光子学》杂志上接受了关于这项研究的采访。
其他几位其他律师研究人员也参与了该项目：教授肖恩 - 林林和Jong Kyu Kim;和研究生J.-Q.Xi，Martin F. Schubert，和明峰陈。
这项研究主要由美国国家科学基金会资助，另外还得到了美国能源部、美国陆军研究办公室、纽约州科学、技术欧洲杯线上买球和学术研究办公室(NYSTAR)、桑迪亚国家实验室和韩国三星高级技术研究所的支持。这些衬底由Crystal IS提供，这是一家单晶氮化铝衬底制造商，用于生产高功率、高温和光电器件，如蓝色和紫外线激光器。
在舒伯特的领导下，未来芯片星座专注于材料和设备、固态和智能照明以及传感、通信和生物技术等应用领域的创新。欧洲杯足球竞彩伦斯勒星座是学术界的一个新概念，由具有重要战略意义领域的杰出教员领导。每个星座都专注于一个特定的研究领域，由高级和初级教员、博士后和研究生组成的多学科组合。
http://www.rpi.edu.