Ученые обнаружили новые свойства оптического материала с фазовым переходом - никелата самария (SmNiO3). С его помощью исследователи смогли динамически управлять светом в более широком волновом диапазоне и с большей амплитудой модуляции, чем когда-либо прежде. Открытие позволит усовершенствовать оптоэлектронные технологии и разработать умные окна и инфракрасное камуфляжное покрытие.
Группа американских физиков открыла, что с помощью электричества можно управлять состоянием никелата самария (SmNiO3). В частности можно делать его то матовым, то прозрачным в широком световом спектре — от синего видимого оттенка (длина волны 40 нм) до спектра теплового излучения в инфракрасном диапазоне (длина волны несколько десяткого микрометров)
По словам физиков, ни один материал не сравнится с никелатом самария по сочетанию уникальных свойств. Постоянное переключение между матовостью и прозрачностью осуществляется с помощью легирования электронами при комнатной температуре. Этот процесс можно значительно ускорить и создать на основе технологии умные окна, которые можно будет затемнять и снова делать прозрачными за несколько секунд. Также SmNiO3 может использоваться для создания покрытий с тепловым излучением, оптических модуляторов и устройств с оптической памятью.
Оптический модуль HPE передает данные со скоростью 1,2 Тбит/с
Кейсы
Наибольший интерес открытие американских физиков представляет для создания умного покрытия для инфракрасного камуфляжа и терморегуляции. Такие покрытия могут сделать людей и отдельные объекты практически невидимыми в объективе тепловизионной камеры. Кроме того, никелат самария может применяться для регулирования температуры на поверхности спутников
Это первое исследование оптических свойств SmNiO3 и первая попытка применения материала для создания фотонных приборов, сообщает Science Daily. Результаты работы ученых были опубликованы в журнале Advanced Materials.
После легирования электроны объединяются в пары с электронами, которые уже есть в материале. В результате создается квантовый механический эффект, называемый сильной корреляцией электронов. Из-за него электроны не могут проводить ток и поглощать свет. Таким образом после легирования электронами тонкие матовые пленки на основе SmNiO3 начинают пропускать более 70% видимого света и инфракрасного излучения.
SolarWindow научили обычные окна вырабатывать электричество
Идеи
Ученые продолжат исследования оптических свойств никелата самария и хотят понять, с какой скоростью происходит фазовый переход и сколько циклов таких переходов может выдержать материал без потери свойств. Также физики намерены усовершенствовать качество пленки на основе SmNiO3 и разработать технологию нанопроизводства, которая позволит интегрировать устройства в инновационные плоские оптические устройства.