多种颜色的纳米涂层
光学镀膜
绝大多数科学和工业光学器件都有薄层涂层,以避免出现重影、背反射、安全隐患或损坏昂贵的设备。但是通过具有薄膜涂层,可以在使用它们的光学器件中引入关键特性。传统的介电光学涂层是几乎所有光学设备的关键组件,通常由透明材料层制成,每层厚度至少为光的四分之一波长。
纳米涂层
哈佛大学的研究人员制作了一种光学涂层,当其厚度变化小于 20 纳米时,该涂层可以改变颜色。通过改变厚度,金属表面的颜色可以定制为所需的颜色。
新的超薄光学涂层是纳米厚的、几乎不透明的、高度吸光的介电材料,例如半导体。通过在金样品表面添加 7 nm 的锗层,其颜色可以从金色变为粉红色。进一步添加另一个 4 nm 层使其呈紫色,另外 4 nm 仍会使涂层变为深蓝色。
现象
颜色之所以如此是由于光波的干扰,当它们穿过下面的吸光锗涂层然后反射回来。一些波长的入射光和反射光会彼此相长干涉并“增强”,而另一些波长相消干涉并被吸收。据研究人员称,涂层上仅几个原子的厚度差异就足以产生戏剧性的颜色变化。通过改变薄膜的厚度,干涉条件会发生变化,从而可以控制哪些波长会被反射,哪些会被薄层吸收,从而改变涂层的颜色。研究人员还尝试将锗涂层涂在银色表面上,然后在一定厚度和一系列柔和的颜色下呈现金色。涂层工艺相当简单,涉及标准光刻和物理气相沉积技术。
应用
该技术具有潜在的应用,例如产生绚丽的色彩。变色现象可用于制作色彩饱满的漂亮首饰。此外,其他许多技术先进的设备、采用吸光半导体层的设备应用,包括超薄光检测器和滤光器、显示器、调制器甚至太阳能电池,都可以利用这种技术。
纳米材料