Absorver 99,75% da luz infravermelha

O novo dispositivo inventado na Escola Harvard de Engenharia e Ciências Aplicadas (SEAS) pode absorver 99,75% da luz infravermelha, que incide sobre ele. Quando ativado, ele aparece em preto para as câmeras infravermelhas.

Composto por apenas uma camada de 180 nanometros de espessura de dióxido de vanádio (VO 2 ) na parte superior de uma folha de safira, o dispositivo reage às mudanças de temperatura, reflectindo dramaticamente mais ou menos luz infravermelha.

Anunciado hoje na revista Applied Physics Letters , e mostrava em sua capa, este absorvedor perfeito é ultrafino, sintonizável, e excepcionalmente bem adaptado para uso em uma variedade de dispositivos ópticos infravermelhos.

Absorventes perfeitos foram criadas muitas vezes antes, mas não com tais propriedades versáteis. Em uma cavidade Fabry-Perot, por exemplo, dois espelhos sanduíche um material absorvente, e luz simplesmente reflete a luz e para trás até que ele é na sua maioria todos embora. Outros dispositivos incorporar superfícies com padrões metálicos em nanoescala nessa armadilha e, eventualmente, absorvem a luz.

"Nossa estrutura utiliza uma abordagem altamente incomum, com melhores resultados", diz o investigador principal Federico Capasso , Robert L. Wallace Professor de Física Aplicada e Vinton Hayes Senior Research Fellow em Engenharia Elétrica pela SEAS. "Nós explorar uma espécie de metamaterial naturalmente desordenado, juntamente com efeitos de interferência de película fina, para alcançar uma das mais altas taxas de absorção que já vimos. No entanto, nosso absorvedor perfeito é estruturalmente mais simples do que qualquer coisa tentado antes, o que é importante para 

muitos dispositivo aplicações. "

Com colaboradores em Harvard e da Universidade da Califórnia, em San Diego, grupo de pesquisa de Capasso aproveitou propriedades surpreendentes, tanto dos materiais que usavam.

Dióxido de vanádio é normalmente um material isolante, o que significa que ele não conduz electricidade bem. Tome-lo desde a temperatura ambiente até cerca de 68 graus Celsius, no entanto, e sofre uma transição dramática. O cristal se rearranja rapidamente medida que a temperatura se aproxima de um valor crítico. Ilhas metálicas aparecem como manchas, espalhados por todo o material, com mais e mais aparecendo até que se tornou uniformemente metálico.

"Bem perto essa transição isolante-metal, você tem um meio misturado muito interessante, composta de tanto isolamento e fases metálicas", diz o co-autor Shriram Ramanathan , professor associado de ciência de materiais em MARES, que sintetizou a película fina. "É uma microestrutura muito complexo e rico em termos de suas propriedades eletrônicas, e tem propriedades ópticas muito incomuns."

Essas propriedades, quando manipulados corretamente, acontecerá a ser ideal para a absorção de infravermelho.

Enquanto isso, o substrato de safira subjacente tem um segredo de seu próprio. Normalmente transparente, sua estrutura cristalina, na verdade, torna opaco e reflexiva, como um metal, a um subconjunto estreita de comprimentos de onda infravermelhos.

O resultado é uma combinação de materiais que reflecte internamente a luz infravermelha e devora incidente.

Referência de informação

The article is a translation of the content of this work: Harvad

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