表面電漿子使奈米結構全方向吸收光
- 上線日期：2008/6/30 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網 http://nano.nchc.org.tw/
許多應用如光學內連線(optical interconnects)、發光光源以及微光學元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，不過這類材料並不容易製作。最近，西班牙的研究人員證明，經由激發奈米金屬結構的表面電漿子(surface plasmons)，可以達到全方向(omnidirectional)的光吸收，更重要的，藉由調整結構設計可使此吸收特性涵蓋可見光與近紅外光波段，這類的吸收表面對於製作太陽電池(solar cell)至為重要。
自1970年代起，研究人員已發現使用線性光柵(linear grating)的表面激發可以在可見光、紅外光以及微波頻段產生完全的光學吸收，但問題是這種非局域化的表面激發方式與入射角有密切關係，因此無法應用在太陽能電池與微照明等需要寬收光角度的光學元件上，這些元件需要開發全方向性光學吸收材料。
最近馬德里光學研究所的Javier Garcia de Abajo與法國及英國的同事證明，當局域化電漿子共振發生在特別設計的金屬表面時，此金屬表面可呈現全方向光吸收的特性，並在金的奈米多孔性樣本上證實此效應。這項結果為全方向性光伏材料的發展開啟一條新的道路，但研究人員表示仍有一個問題待克服：全方向光吸收特性目前只能發生在特定波長，實際應用卻需要寬頻操作。
de Abajo表示他們正在研究這種材料的另一項有趣應用，即經由這種表面來觸發特定色光的發射。根據克希荷夫定律(Kirchhoff law)，物體的光發射率正比於它的光吸收率，因此這種材料將成為產生全方向性黑體輻射(omnidirectional black-body emission)的最佳選擇。詳見近期出版的Nature Photonics。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/34494
譯者:藍永強(成功大學光電科學與工程研究所)
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