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运输属性

运输属性

游丝‘nanoweb’ blocks light

15 Oct 2012 IsabelleDumé.
充满了洞:由StéphaneCollin的团队制作的NanoWeb

可以将透明材料透明,透明孔是否块亮起?通常,答案是否定的,但法国的研究人员现在已经表明,由均匀间隔纳米棒阵列组成的网状结构似乎在特定波长处阻挡了几乎100%的光。反向直观“photonic nanoweb”可用于制作新一代光学器件,包括光滤波器和传感器。

NANOWEB是由St制造的éphane Collin’S队在法国马茨西斯的Photonics和纳米结构实验室。它阻止光的能力证实了几年前制造的理论预测:类似于在2D阵列中定期订购的纳米棒制成的衍射光栅的结构的结构将完全反映特定波长的光。

阵列包括透明独立的介质硅 - 氮化物纳米棒,约500 nm厚在一层行3中排列 µ分开(见图)。杆仅覆盖15%的表面积,并且其余的结构是空的空间。据团队称,尽管这简单,其建筑是一项重大挑战。

从透明到不透明

2D阵列允许广泛的光波长,如预期的那样通过它,但具有精确波长的红外线3.2 µM几乎完全反映了材料。“我们发现,NANOWEB的光学响应在非常窄的光谱范围内变化,并且该结构在此范围内透明地透明,” explains Collin. “波长3的光 µm通过网传输,但灯传输信号在3.2急剧下降 µm.”

尽管NANOWEB类似于非常稀疏的衍射光栅,但它实际上表现得更像与杆的晶体相同,该杆作用类似于散射光的单层原子。“入射光首先由每个纳米棒散射,然后将一些散射光撞击在其他纳米棒上并再次散射,”培托Ghenuche队成员表示。“光波的建设性干涉从散射体的平面中的这种多个散射过程构成,并且最后,散射光的和在前向和向后方向上发射。”

在向前方向上,由杆散射并通过杆透射的光波通过破坏性干扰抵消,导致完美的光学灭绝和100%光反射,他解释说明。

布拉格衍射,但不太

该效果类似于更好的已知布拉格衍射,其发生在3D晶格中,并且由于具有小横截面积的散射体,这两个现象都会发生。然而,差异是布拉格衍射的建设性干扰涉及大量的平面,而在纳米线中,几乎100%的光子与散射仪相互作用,只是单个格栅,解释了Collin。

到目前为止,研究以这种方式强烈用光相互作用的纳米结构被局限于金属纳米结构,例如金纳米颗粒。在这种纳米结构中,表面电子的集体振动–称为地表等离子体–强烈吸收或散射光。新的研究表明,这些强相互作用也可以通过独立式介电结构的周期性布置来产生,如氮化硅纳米棒。

“我们的NanoWeb结构的巨大优点是通过改变纳米棒和/或其直径之间的周期可以容易地调谐与光的相互作用,因此不限于给定金属纳米结构中特定等离子体的频率范围,” says Collin. “能够阻止可见频率的光,而不是那些在红外线中的光明,显然是我们的短期目标,我们也忙于在光学应用中使用的Nanoweb设计工作。”

目前的工作详述了 物理评论信.

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