Un articolo sottoposto a revisione paritaria basato sullo studio è stato pubblicato di recente sulla copertina della rivista Fotonica ACS .
Il lavoro precedente sulla regolazione della quantità di materiale leggero assorbito è stato limitato dalle proprietà intrinseche dei metalli puri.
"Pensa alla luce del sole che cattura l'argento del tuo orologio da polso e proietta quei piccoli puntini danzanti sulla parete accanto alla tua scrivania. Le lunghezze d'onda della luce necessarie per produrre quell'effetto sono sempre all'interno della stessa gamma. Questa si chiama risposta ottica predeterminata, e ha una capacità limitata dei ricercatori di modificare la quantità di luce assorbita in un dispositivo fatto di metalli puri come l'oro, d'argento, e rame, " ha spiegato Marina Leite, assistente professore di scienza e ingegneria dei materiali presso l'UMD e corrispondente autore dell'articolo.
Per superare questo limite, Leite e Chen Gong, uno studente laureato presso UMD e co-autore del documento, ha studiato come i processi di lega di questi metalli nobili influenzano la loro risposta ottica per identificare combinazioni che migliorano o inibiscono l'assorbimento della luce.
"Questo lavoro è un perfetto esempio del potere della scienza e dell'ingegneria dei materiali:abbiamo scoperto un modo per controllare e modificare le proprietà ottiche dei metalli mescolandoli. Queste leghe ottengono una funzionalità unica che non è ottenibile utilizzando le loro controparti pure, rendendole un meglio, strumento più potente per la risposta ottica sintonizzabile rispetto all'oro, d'argento, o solo rame, " disse Leite.
Marina Leite davanti a un microscopio ottico a scansione di campo vicino, utilizzato per misurare il modo in cui le nanostrutture in lega metallica interagiscono con la luce. Credito:Earl Zubkoff
"I nostri risultati sono rilevanti per i miei colleghi che lavorano su dispositivi fotonici, componenti per creare, manipolare, o rilevamento della luce, poiché questi dispositivi dipendono fortemente dalla sintonizzabilità della risposta ottica dei loro elementi costitutivi, " Ha aggiunto Lei.
Jeremy Munday, assistente professore di ingegneria elettrica e informatica presso UMD, è d'accordo. "Io e i miei colleghi abbiamo lavorato per aumentare l'efficienza delle celle solari, in particolare esplorando l'uso di dispositivi di raccolta dell'energia interamente metallici. La capacità di regolare arbitrariamente le loro proprietà optoelettroniche avrebbe un impatto significativo sulle loro prestazioni, " Egli ha detto.
Questo lavoro ha anche implicazioni economiche più ampie a causa della possibilità di sostituire i metalli ad alto costo con quelli a basso costo e abbondanti in terra. Sebbene l'oro sia immediatamente riconoscibile come un metallo prezioso e costoso, rame e alluminio sono molto più facilmente disponibili. Leite e i suoi colleghi stanno ora esaminando come incorporare le leghe che utilizzano questi metalli in dispositivi ottici ad alte prestazioni.
