Разработан идеальный инфракрасный "поглотитель"

Ученые из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук разработали идеальный поглотитель - устройство, которое способно поглощать 99,75% инфракрасного света, попадающего на него. Когда устройство включено, в свете инфракрасных лучей оно выглядит совершенно черным.

Прибор состоит из слоя диоксида ванадия толщиной 180 нанометров на сапфировой пластине. Он реагирует на изменения температуры, отражая по необходимости большее или меньшее количество инфракрасного света.

Поглотитель ультратонкий, настраиваемый и прекрасно подходит для использования в диапазоне инфракрасных оптических устройств.

Это первое устройство в своем роде, обладающее тонкой настройкой и столь универсальными свойствами. "Для его создания мы использовали естественным образом разупорядоченные метаматериалы. Эффект тонкопленочной интерференции позволил нам достичь самого высокого поглощения, какое когда-либо видела наука. При этом наш "поглотитель" структурно проще всего, что создавалось раньше", -говорит профессор прикладной физики Федерико Капассо.

Прибор реагирует на изменения температуры, отражая по необходимости большее или меньшее количество инфракрасного света

Исследовательская группа Капассо вместе с сотрудниками Гарвардского Университета и Университета Калифорнии использовала все преимущества необычных свойств обоих материалов. Диоксид ванадия - это, как правило, материал-изолятор, не проводящий электрический ток. Однако если нагреть его от комнатной температуры до примерно 68 градусов по Цельсию, он подвергается резкому изменению. Кристаллы резко перестраиваются при приближении температуры к критической. Сначала появляются пятнышки металла, разбросанные по всему материалу, а потом они растут и растут. В итоге вся поверхность становится металлической.

В результате таких изменений получается крайне интересная смешанная среда, состоящая из участков изолятора и металла. С точки зрения ее электронных и оптических свойств, это очень сложная и многообещающая микроструктура. Если манипулировать ею правильно, она идеально подходит для поглощения инфракрасных лучей. В этой комбинации материалов происходят как внутренние отражения, так и поглощение света. Объединив эти волны, можно добиться их практически полной взаимной компенсации. И в результате взяв пленку в 100 раз тоньше, чем сама волна падающего света, можно создать идеальный "поглотитель".

Область применения новой технологии достаточно широкая - это новые, невероятно чувствительные тепловизионные приборы, стереоскопы, настраиваемые фильтры, тепловые излучатели и др.