Ученые из Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева совместно с коллегами из Варшавского технологического университета (Польша), разработали метаматериал, позволяющий усилить энергетическое взаимодействие со светом и другими типами излучения. По словам авторов изобретения, материал и датчик на его основе отличаются от аналогов высокой чувствительностью, удобством изготовления и использования. Результаты исследования опубликованы в журнале "Optical Materials".
Метаатом – это особый искусственный элемент, материалы из которого эффективно преобразуют энергию через резонансную электрическую или магнитную связь с падающим излучением. Это дает возможность создать чувствительные датчики для поиска в реальном времени в любой среде заданных химических веществ.
Специалисты из Самарского университета разработали основанную на полых квадратных метаатомах компьютерную модель гибридного метаповерхностного идеального поглотителя (ГМПИП).
«Предложенная нами конструкция демонстрирует на данный момент лучшие параметры среди всех аналогичных разработок в мире. Совершенствуя ее характеристики, вероятно, вскоре можно будет начать исследование таких вполне «фантастических» эффектов, как электромагнитная невидимость», – рассказал профессор Самарского университета им. Королева Николай Казанский.
Помимо этого, эта тонкая пленочная структура высокочувствительна, проста в производстве и использовании, благодаря чему появляется возможность создания целого семейства многофункциональных датчиков.
«ГМПИП с полыми квадратными метаатомами проявил чувствительность к небольшим изменениям окружающей среды в 2,6 раз большую, чем поглотитель на простых квадратных метаатомах. Конструкция обеспечивает поглощение более 90 процентов излучения в узкополосной области, что делает ее перспективной для создания оптических фильтров и датчиков», – пояснил Николай Казанский.
По словам авторов разработки, ГМПИП можно использовать для сверхточного управления параметрами света в фотогальванике, фотовольтаике и других областях промышленности и науки.
В дальнейшем научный коллектив намерен продолжить работу в этом направлении, перейдя к экспериментальным исследованиям.
