В России улучшат оптику и электронику наночастицами золота

Российские учёные из Южного федерального университета (ЮФУ) и Российского химико-технологического университета (РХТУ) сделали значительный шаг в области фотоники, создав уникальный материал с аномально широкой полосой локализованного поверхностного плазмонного резонанса. Основой их работы стали наночастицы золота, размещённые внутри стекла. Новые свойства этого материала открывают множество возможностей для создания высокоэффективных устройств, таких как солнечные батареи.

Плазмонный резонанс — это явление, используемое в фотонных приборах, где вместо электроников применяются фотоны. Идея фотоники заключается в том, чтобы управлять светом, а не электронами, что может значительно повысить скорость и энергоэффективность устройств. Учёные поясняют, что при воздействии света на наночастицу металла возникают колебания электронной плотности, что приводит к образованию плазмонов. Эти колебания имеют резонансную частоту, и при определённых условиях происходит усиление поглощения света.

Исследователи создали материал, который способен поглощать волны в широком диапазоне частот, — более 1000 нанометров. Этот эффект достигается за счёт золота, осаждённого на особом стекле, состоящем из оксидов цинка, алюминия и кремния. Учёные также выяснили, что ширину резонанса можно настраивать, изменяя температуру во время синтеза. Профессор Леон Авакян из ЮФУ объясняет, что наночастицы золота образуют группы, что и приводит к появлению необычных свойств материала. Новый разработанный материал может найти применение в фотонике, биомедицине и солнечной энергетике, что позволит ему эффективно собирать и хранить солнечную энергию в широком диапазоне длин волн.