Красноярские ученые предложили новую структуру для управления светом. Благодаря ее конструкции, включающей зеркала, жидкие кристаллы и золотые наночастицы, можно поглощать до 100% света и создавать инновационные оптические материалы и устройства. Например, идеальный стопроцентный поглотитель света. Результаты исследования опубликованы в журнале Photonics.
Для разработки современных устройств солнечной энергетики, датчиков и излучателей, фотоприемников и лазеров необходимо проектировать и создавать новые функциональные элементы оптических устройств.
Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» предложили новую структуру для управления светом на микроуровне. Ее конструкция позволяет поглощать свет на 100%. Это открытие может стать важным шагом в развитии солнечной энергетики и других областей, где требуется эффективное преобразование световой энергии.
Ученые создали оптическую структуру, которая состоит из анизотропного зеркала, окруженного хиральным материалом — холестерическим жидким кристаллом, и метаповерхности – золотых наночастиц прямоугольной формы.
«Использование анизотропных зеркал, холестических жидких кристаллов и метаповерхности, состоящей из золотых нанокирпичей, отделенных от непрозрачной золотой подложки слоем диоксида кремния, обеспечивает уникальное сочетание оптических свойств, таких как управление поляризацией света, оптическая активность и плазмонный резонанс. Это позволяет создавать структуры с высокой степенью контроля над световыми волнами, что может привести к созданию новых, более эффективных и компактных устройств в области солнечной энергетики», – пояснил научный сотрудник лаборатории фотоники молекулярных систем Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН Рашид Бикбаев.
Исследователи обнаружили, что в точке критического взаимодействия между модами поглощение света достигает 100%. Разработанная оптическая структура может применяться в области солнечной энергетики, где важно максимально эффективно преобразовывать солнечный свет в электричество.
«Мы обнаружили, что при определенных значениях периода метаповерхности она начинает поглощать свет очень эффективно. Это происходит, когда выполняется определенное условие, которое называется критическим условием связи. Когда критическое условие связи выполняется, свет взаимодействует с метаповерхностью таким образом, что она поглощает его практически полностью. Таким образом, предложенная структура для управления светом на микроуровне позволяет поглощать световые волны на 100%, что делает ее идеальным поглотителем счета. Эта характеристика является ключевым аспектом для повышения эффективности работы фотоприемников, датчиков, лазеров и других устройств», – рассказала Наталья Рудакова, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории фотоники молекулярных систем Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН.
Информация предоставлена Федеральным исследовательским центром «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»
Источник фото: ru.123rf.com
