Nečakané vlastnosti nanoštruktúr - diery bránia vo výhľade
12.11.2009 18:30:55 | QScience Daily | Počet zobrazení: 2560x
Kovy sú nepriesvitné, takmer úplne odrážajú svetlo. Z tohto dôvodu sa využívajú ako pozadie zrkadiel, nájdete ich v každej kúpeľni. Ak je kovový film veľmi tenký, zrkadlo je polopriehľadné. Takéto čiastočne postriebrené zrkadlá sa napríklad využívajú na ukrytie strážnych kamier.
Niekto by si mohol myslieť, že medzery v kovovom filme výhľad zlepšujú. Pravdou je však presný opak. Fyzici zo Stuttgartskej univerzity zistili, že práve tieto malé medzery robia z kovu nepriehľadnú stenu.
Pred desiatim rokmi objavili vedci podobný jav – vyvŕtali malé dierky do tenkej vrstvy kovu, ktorý je normálne nepriehľadný. Pretože sú dierky menšie než vlnová dĺžka svetla, podľa klasickej optiky by svetelné lúče cez kov nemali prejsť. Na prekvapenie vedcov sa cez dierky dostalo viac svetla než čakali. To spustilo vo svete vlnu mnohých výskumov, ktorých výsledkom bol každý rok nejaký nový objav.
Vo všeobecnosti možno povedať, že materiály v jednom čase nie sú aj opticky priehľadné aj elektricky vodivé. Nemeckí vedci sa pokúsili perforovať veľmi tenký kovový film maličkými dierkami tak, aby vrstva stále viedla elektrický prúd a spoľahlivo odrážala svetlo. Pozorovali však opačný efekt. Perforácia tenkého polopriehľadného strieborného filmu neviedla k zvýšeniu prenosu svetla, cez vrstvu prechádzalo svetla výrazne menej.
Nemeckí fyzici zmerali optickú vodivosť 20 nanometrového zlatého filmu, ktorý bol hrubý len pár atómov. Film prederavili dierkami s veľkosťou 200 nm, ktoré boli od seba vzdialené 100 nm. Takéto filmy vykazujú v určitom rozsahu spektra infračerveného a viditeľného svetla silnú absorpciu. Absorpčné vlastnosti sú priamym dôsledkom dier, pretože bežné kovy ich nemajú. Viac pritom záleží na periodicite než na veľkosti dier.
Vďaka tejto periodickej štruktúre sú možné spoločné excitácie kovového náboja, tzv. palzmóny. Ich vlastnosťou je, že excitácia závisí od uhla prichádzajúceho svetla. Ich farba sa tak pri otáčaní vrstvy kovu mení. Presne toto vedci aj pri experimente pozorovali.