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几乎不反射光线:新"无反光"纳米镀膜材料诞生(图)

导读: 据美国国家科学基金委(NSF)消息,美国伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)的研究人员新近开发出一种几乎不反光的纳米镀膜材料,反光率只有目前应用于电子设备的镀膜材料的几分之一。

图片说明:由于二氧化硅纳米棒阵列的多孔性,新材料几乎不反射光线。(图片来源:Fred Schubert)

    据美国国家科学基金委(NSF)消息,美国伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)的研究人员新近开发出一种几乎不反光的纳米镀膜材料,反光率只有目前应用于电子设备的镀膜材料的几分之一。该材料有望为制造更高效的发光二极管(LED)和太阳能电池等创造条件。该研究成果发表在3月1日的《自然—光子学》上。

    新的纳米镀膜材料是伦斯勒理工学院光学材料专家Fred Schubert和同事通过在氮化铝(AlN)基板上沉积二氧化硅或者二氧化钛蒸气得到的。研究人员使二氧化硅或二氧化钛在AlN上形成毛毯似的纳米棒阵列,每根纳米棒大约50纳米宽,并以一定的角度斜翘着。

    一般说来,两种介质折射率相差越大,光线通过界面时反射也会越强烈。在电子设备中,反射出太阳能电池表面的光线流失会降低其能量转化效率。因此,长期以来,科学家们希望能够找到控制反射的方法。

    由于新开发的镀膜材料的折射率几乎与空气相同,因此反射极其微弱。Schubert表示,该材料的低折射率源于它的多孔性。通过将五层纳米棒阵列排列起来,研究人员实现了镀膜材料不同的折射率,从底部的2.03到顶部的1.05(空气为1),总的反射度可以降低到0.1%。这种新材料另一个优良性能就是它适用于多种不同波长和入射角度的光。

    尽管Fred Schubert和论文首席作者Jong Kyu Kim认为他们发明的这种新材料还不能用在挡风玻璃和眼镜上,但是加州大学LED照明研究专家Steven DenBaars表示,“这是我见过的抗反射效果最好的纳米镀膜材料之一,它可将LED的亮度提高5%到10%。”

  

    图片说明:与普通铝、硅镀膜材料和无镀膜情况相比(从上至下的顺序),光线在新型纳米镀膜材料(最下面)表面几乎不发生发射。(图片来源:Fred Schubert)

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