Filmes ultrafinos de sódio oferecem alternativa de baixo custo ao ouro e prata em tecnologias ópticas

De painéis solares a dispositivos médicos de próxima geração, muitas tecnologias emergentes dependem de materiais que podem manipular a luz com extrema precisão. Esses materiais – chamados materiais plasmônicos – são normalmente feitos de metais caros, como ouro ou prata. Mas e se um metallic mais barato e mais abundante pudesse fazer o trabalho tão bem ou melhor?

Essa é a pergunta que uma equipe de pesquisadores se propôs a explorar. O desafio? Enquanto sódio é abundante e leve, também é notoriamente instável e difícil de trabalhar na presença de ar ou umidade-duas partes inevitáveis ​​das condições do mundo actual. Até agora, isso o manteve fora da mesa para aplicações ópticas práticas.

Pesquisadores da Universidade de Yale, Universidade de Oakland e Universidade de Cornell se uniram para mudar isso. Desenvolvendo a nova técnica Para estruturar o sódio em filmes ultrafinos e com precisão, eles encontraram uma maneira de estabilizar o metallic e faça com que ele tenha um desempenho excepcionalmente bem em aplicações leves.

Sua abordagem, publicada na revista ACS Nanoenvolveu a combinação de revestimento de rotação assistido termicamente com a fotolitografia de mudança de fase-basicamente, usando calor e luz para criar padrões de superfície nanoscópicos que prendem e guiam a luz de maneiras poderosas.

Ainda mais impressionante, a equipe usou espectroscopia a laser extremely -rápida para observar o que acontece quando essas superfícies de sódio interagem com as escalas de tempo de tempo medidas em trilhões de segundo. Os resultados foram surpreendentes: os elétrons do sódio responderam de maneiras que diferem dos metais tradicionais, sugerindo que poderia oferecer novas vantagens para tecnologias baseadas em luz, como fotocatálise, detecção e conversão de energia.

O estudo foi liderado por Conrad A. Kocoj, Shunran Li e Peijun Guo na Yale Engineering (Guo também é membro do Instituto de Ciências da Energia de Yale); Xinran Xie, Honyu Jiang e Ankun Yang na Universidade de Oakland; e Suchismita Sarker na Universidade de Cornell.

Sua colaboração reuniu experiência em nanofabricação, óptica extremely -rápida e Ciência dos Materiais.