استفاده از طلای نانوساختار برای از بین بردن انعکاس در محدوده وسیع فرکانسی

آندراس تومن و همکارانش در دانشگاه فریبورگ نشان داده‌اند که طلای نانوساختار
می‌تواند تقریباً تمام انعکاس‌ها را در محدوده فرکانسی ۲۰۰ گیگاهرتز تا ۲/۲ تراهرتز
(مادون قرمز دور) در سطح تماس سطح با هوا فرونشاند. تاکنون چنین عدم انعکاسی با
استفاده ازروش‌های معمول تنها برای فرکانس‌های خاص ممکن شده است.

این محققان از مفهوم «انطباق مقاومت ظاهری» استفاده نمودند: کار قبلی نشان داده است
که روکش‌های فلزی بسیار نازک، انعکاس تابش‌های الکترومغناطیسی را در محدوده وسیعی
از فرکانس‌ها فرومی‌نشانند. با این حال پهنای باند این روکش‌ها توسط ویژگی‌های
وابسته به فرکانس فیلم‌های فلزی توده‌ای که در این آزمایشات اولیه مورد استفاده
قرار گرفته‌ بودند، محدود می‌شدند.

حال محققان دانشگاه فریبورگ با استفاده از یک فیلم طلای ناپیوسته که رسانایی آن به
لطف ساختار نانویی‌اش با رسانایی طلای توده‌ای تفاوت دارد، بر این مشکل فائق
آمده‌اند. تومن می‌گوید: «ما دریافتیم که رفتار فیلم نانوساختار به ما این امکان را
می‌دهد که انطباق مقاومت ظاهری تقریباً کاملی در یک محدوده فرکانسی وسیع داشته
باشیم».

این گروه تحقیقاتی روکش نانوساختاری خود را با استفاده از یک روش رسوب‌دهی شیمیایی
به نام آبکاری بدون برق ایجاد نمودند. آنها یک قطره حاوی یون‌های طلا را روی یک
بستر سیلیکونی چکاندند. در یک واکنش شیمیایی، یک نانوساختار طلا ایجاد شد. این روش
ارزان بوده و می‌تواند برای روکش‌دهی سطح نسبتاً بزرگی (در حد سانتی‌متر مربع) مورد
استفاده قرار بگیرد.

این دانشمندان همچنین نشان دادند (در تئوری) که روش‌های روکش‌دهی دیگری همچون
رسوب‌دهی خوشه‌ای نیز می‌توانند برای ایجاد فیلم‌های نانوساختاری که به عنوان
روکش‌های ضدانعکاس کار می‌کنند، مورد استفاده قرار بگیرند.

تومن می‌افزاید: «روکش‌های ما می‌توانند در قطعات اُپتیکی مادون قرمز دور همانند
لنزها، روزنه‌های بستر، و جداکننده‌های تابش، مورد استفاده قرار گرفته و انعکاس‌های
نامطلوب درونی را از بین ببرند».

این محققان در حال حاضر مشغول بررسی چگونگی تأثیر تغییرات دمایی روی ویژگی‌های
ضدانعکاسی تراهرتزی نانوساختارهای خود هستند. تومن می‌گوید: «این مطالعه می‌تواند
به ما کمک کند تا عملکرد روکش را به دقت تنظیم نماییم. البته ما می‌خواهیم ابزارهای
تراهرتزی فعال را روکش‌دهی کرده و عملکرد این روکش را بررسی کنیم».

نتایج این تحقیق در مجله Phys. Rev. B منتشر شده است.