Германиевые наноиглы позволяют создавать неотражающие поверхности
 На картинке изображена пленка, покрытая массивом германиевых наноигл. Покрытие выглядит черным, т.к. поглощает излучение всех длин волн из оптического спектра. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Известно, что абсолютно черных тел (т.е. тел, поглощающих все падающее на них электромагнитное излучение) в природе не существует. Даже самые черные вещества (например, сажа) поглощают далеко не все излучение, причем, зачастую поглощение происходит не одинаково, в зависимости от длины волны падающих электромагнитных волн. Однако, существует целый ряд практических задач, где необходимо по возможности свести к минимуму отражения, причем, сделать это равномерно на всем диапазоне видимого излучения.
Решением этой задачи может служить специальное покрытие, поверхностная структура которого препятствует отражению. До появления такого направления, как нанотехнологии, ученым приходилось ограничиваться набором материалов, предоставленным природой. Однако, сейчас, появилась возможность создавать «с нуля» структуры, обеспечивающие поглощение за счет своей геометрической формы.
Один из примеров таких поверхностей – массивы наноигл. Германиевые наноиглы отличаются от аналогичных наноструктур из других материалов тем, что на конце они имеют чрезвычайно тонкое острие. Измерения показывают, что толщина острия может достигать всего 2 нм. Благодаря такой конструктивной особенности, массивы наноигл из германия хорошо поглощают электромагнитное излучение, в частности, видимый свет. От поверхности, покрытой слоем таких наноигл, свет практически не отражается, даже при больших (более 75 градусов) углах падения лучей.
В ходе своих последних исследований группа американских ученых в University of California показала, что для выращивания таких множеств в качестве катализатора можно использовать никелевые наночастицы. Наличие частиц никеля позволяет «вырастить» достаточно плотные множества относительно большой площади с тонкими остриями наноигл методикой химического осаждения из парообразного состояния. Самое важное достижение предложенной методики в том, что массивы наноигл могут быть выращены на гибких подложках, например, на пластике или каучуке.
К слову, если в качестве катализатора применять наночастицы золота, полученные массивы будут иметь большую толщину германиевых структур. При этом свойства оптического поглощения ухудшатся. Применяя различные катализаторы можно управлять оптическими свойствами (а точнее поглощением оптического излучения) полученных массивов в достаточно широком диапазоне.
Ученые считают, что наиболее перспективное применение массивов из германиевых наноигл, полученных таким образом, - это «чувствительные элементы» в фотодатчиках и прочих фотогальванических устройствах. Исследовательская работа продолжается в направлении интеграции германиевых пленок в оптические устройства.
Также по теме:
Источники: