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表面等离子效应使纳米结构全方向吸收光

发表于:2008-06-27 08:55:00    

    许多应用如光学互连(optical interconnects)、发光光源以及微光学组件的屏敝等都需要效率更高的吸光材料,尤其是在各方向都有高吸收率的材料,不过这类材料并不容易制作。最近,西班牙的研究人员证明,经由激发纳米金属结构的表面等离子(surface plasmons),可以达到全方向(omnidirectional)的光吸收,更重要的,通过调整结构设计可使此吸收特性涵盖可见光与近红外光波段,这类的吸收表面对于制作太阳电池(solar cell)至为重要。

 

    自1970年代起,研究人员已发现使用线性光栅(linear grating)的表面激发可以在可见光、红外光以及微波频段产生完全的光学吸收,但问题是这种非局域化的表面激发方式与入射角有密切关系,因此无法应用在太阳能电池与微照明等需要宽收光角度的光学组件上,这些组件需要开发全方向性光学吸收材料。

 

    最近马德里光学研究所的Javier Garcia de Abajo与法国及英国的同事证明,当局域化等离子共振发生在特别设计的金属表面时,此金属表面可呈现全方向光吸收的特性,并在金的纳米多孔性样本上证实此效应。这项结果为全方向性光伏材料的发展开启一条新的道路,但研究人员表示仍有一个问题待克服:全方向光吸收特性目前只能发生在特定波长,实际应用却需要宽带操作。

 

    de Abajo表示他们正在研究这种材料的另一项有趣应用,即经由这种表面来触发特定色光的发射。根据克希荷夫定律(Kirchhoff law),物体的光发射率正比于它的光吸收率,因此这种材料将成为产生全方向性黑体辐射(omnidirectional black-body emission)的最佳选择。详见近期出版的Nature Photonics。

t>(责任编辑:于占涛)

责任编辑:solar_robot
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