Letter

物性:膜で結合したコロイドナノアンテナを用いた反射率制御表面

Nature 492, 7427 doi: 10.1038/nature11615

効率的で調整可能な吸収は、さまざまな応用で重要であり、こうした応用には、熱光起電デバイス向けの制御した放射率制御表面の設計、制御した熱散逸を得るための赤外スペクトルの調節、画像化用の検出素子の生産などがある。金属元素を用いたメタマテリアルは、吸収媒体として特に効率がよい。なぜなら、メタマテリアルの電気特性と磁気特性の両方が、構造化設計により調整可能だからである。これまで、赤外あるいは可視領域のメタマテリアル吸収体は、リソグラフィー技術によりパターン描画した金属構造を使って作製されており、そのため、これらを大面積にわたって作製することが本質的に難しくなり、したがってそれらの適用性が低下する。本論文では、化学合成した銀ナノキューブを、金膜上のナノスケール厚の高分子スペーサー層上にランダムに吸着させることにより、メタマテリアル吸収体を作り出す簡単な方法を実証する。この方法では、膜上のキューブの空間配列を制御するという努力は特にしていない。この膜に結合したナノキューブから、その形状(キューブの大きさおよび/またはスペーサーの厚み)を変化させることにより、調節可能な反射率スペクトルが得られることを示す。各ナノキューブは、接地したパッチアンテナの光学アナログであり、金属の誘電関数のプラズモン応答によって修正を受けるほぼ同一の局所場構造と、干渉効果が一因となっている異常に大きい吸収効率を持つ。大表面積の吸収率は、この方法を使って制御でき、そのスケールは、今回とは異なる方法で物質をナノスケールで操作する必要がある電子ビームリソグラフィーなどのリソグラフィー法では達成できないスケールである。

目次へ戻る

プライバシーマーク制度