纳米级光栅的应用，从此和昂贵的红外技术说再见！

材料牛注：在日常生活中，你是否会为无法买起昂贵的红外夜视仪、红外传感器而望洋兴叹呢，本文在传统材料上蚀刻纳米光栅，从而实现全光吸收（TLA）。该技术旨在应用表面处理工艺，大幅度降低红外技术产品的成本，从而普及红外产品的应用。

就在三色红外成像技术的美好愿景刚提出的几周之后，澳大利亚悉尼大学的研究人员以一种新方法打开了红外技术领域的大门，该方法可实现红外技术应用产品的廉价生产。

在期刊Optica的研究报道中，澳大利亚科学家们表示，他们不需要类似于超材料的特殊材料来实现全光吸收（即零反射或零透射）。他们另辟蹊径，转而研究能与光电应用兼容的传统材料，比如光电探测器、调制器等，并刻上41 nm厚的硫化锑光栅结构。实现全光吸收（TLA）是制备红外夜视镜等优秀设备的关键，一直以来，它既是科研道路上的梦想之物，又是艰巨的挑战。人们坚信：如果设备能够实现全光吸收，那么，它们的应用将不局限于夜视镜，而能够向光电探测器、光电开关、调制器和传感器方面延伸。

虽然，其他的研究小组已经制造出了可以实现接近全光吸收的设备，但是这些设备依赖于难以生产的纳米结构和昂贵的特殊材料。澳大利亚的研究小组坚信：他们的方法更简单，且能够广泛用于光吸收材料。

在一次新闻发布会上，研究小组的领导者Martijn de Sterke说道：“通过在薄膜上蚀刻凹槽，光线变为横向，并且几乎所有光都被吸收，这种吸收发生的范围很小，光的吸收层厚度比人类头发厚度的1/2000还要小。” 此光栅以130nm厚的银反射镜作为基底。245nm厚的二氧化硅层作为垫片覆盖其上。在此基础上，通过热蒸发沉积一层41nm厚的非晶态硫化锑层。之后，采用电子光刻技术以等离子气体在有机玻璃抗蚀剂上进行蚀刻来制造光栅。

此方法实现低成本生产的关键在于，可以用自然发生的弱吸收，经过光栅，实现全光吸收。相关的研究表明，采用弱吸收半导体制备的超薄完美吸收器可用于光电应用领域，诸如光电探测器等。半导体的使用使得产生光电流和测量光电阻率成为可能。”高质量红外探测器需要花费大约100000美元，并且其使用的一些材料需要低温冷却，而这种简单廉价的方法为光电探测带来了福音。

在一次新闻发布会上，研究的合作者Björn Sturmberg说道：“从国防领域与自动农业机器人到医疗工具和消费电子产品等，很多应用都能获益于超薄薄膜的全光吸收。”

原文链接：Infrared Technology on the Cheap With Nanostructured Gratings

本文由编辑部曾庆辉提供素材，侯倩编译，李锐审核。