Ученые создали "идеальный резонатор" для солнечных батарей

Ученые Национального исследовательского технологического университета "МИСиС" разработали простой в изготовлении метаматериал-диэлектрик со свойствами анаполя. Он способен без остатка вбирать энергию и становиться прозрачным для электромагнитного излучения, что важно для разных областей – от солнечной энергетики до нанооптики. Статья о разработке опубликована в журнале Laser&Photonics Reviews.

Анаполь – неизлучающий рассеиватель, который можно считать идеальным резонатором: при облучении извне он сохранит всю полученную энергию внутри, а электромагнитные колебания будут затухать крайне медленно.

Искусственные метаматериалы-диэлектрики в целом сводят к минимуму рассеивание энергии, так как не нагреваются при электромагнитном облучении. Кроме того, метаматериалы можно масштабировать в оптическом диапазоне и контролировать их резонанс.

© Пресс-служба НИТУ МИСиС

Обычно такие диэлектрики создают путем фабрикации сложных диэлектрических наночастиц или же напылением различных нанослоев. 

Ученые НИТУ "МИСиС" предложили другой, весьма простой путь – перфорирование. То есть, создание отверстий (например, фокусируемым ионным пучком) в тонкой пленке кремния или другого диэлектрика.

"Нам удалось показать, что в оптическом диапазоне частот можно возбудить особое – анапольное – состояние, перспективное для сильной локализации электромагнитных полей и сенсоров", – комментирует руководитель проекта, доцент НИТУ "МИСиС" Алексей Башарин.

По словам ученого, такой метаматериал может быть прозрачен для электромагнитных волн. В реальных экспериментах с кремнием это должно показать перспективность методики и существенно повысить прозрачность кремниевых пластин, например, для применения в солнечных батареях.

Руководитель проекта Алексей Башарин отмечает, что работа была выполнена аспирантом НИТУ "МИСиС" Анар Оспановой и студентом магистратуры Иваном Стенищевым. Работу над экспериментальной частью исследования НИТУ "МИСиС" продолжает совместно с Российской Академией Наук и зарубежными партнерами.