通过先进的计算，特温特大学的物理学家和数学家发现，像钻石一样薄的纳米光子纳米结构可以从各个角度反射出令人惊讶的各种颜色的光。这使得该材料具有巨大的潜力，可以作为后反射器来提高太阳能电池或微小的片上光源的效率。研究结果于4月26日发表在领先的物理学期刊《物理评论B》上。
太阳能电池的效率取决于捕获和吸收光，可以通过使用后反射器来提高效率：在太阳能电池材料后面的镜子反射未吸收的光并将其导回太阳能电池。理想的反射镜可以反射所有角度(或颜色)的任何角度的入射光，即全向反射率。用于介电结构的这种全向反射率与维持所谓的完整光子带隙的三维光子晶体纳米结构相关。但是，研究人员一直认为这种结构的工作频率范围很窄，并且迄今为止尚未证明其全向行为。
特温特大学的物理学家和数学家跨学科团队现在已经对复杂光子系统小组开发的非常有前途的材料进行了高级计算。博士生Devashish说：“我们研究了所谓的逆堆光子晶体。” “这些晶体由在硅等电介质晶片中沿两个垂直方向钻出的规则排列的孔阵列组成。晶体结构的灵感来自于钻石宝石。”
研究人员通过数值计算研究了立方菱形逆木堆晶体的反射率，并解释了最近的实验。他们采用有限元方法研究了这些被自由空间包围的晶体。Devashish说：“我们发现，即使非常薄的逆向木桩也能强烈地全方位反射多种颜色的光。” “在逆向木桩中，光的吸收可以忽略不计。这使它们成为太阳能电池中背反射器的极佳候选者。我们还希望这些类钻石的光子晶体可能会导致片上激光器，隐形斗篷和限制光的装置数量很少。”
团队
该研究由特温特大学MESA +纳米技术研究所复合光子系统(COPS)主席Devashish M.Sc.，Shakeeb Hasan博士，Jaap van der Vegt博士和Willem Vos博士进行。 ，荷兰和荷兰特温特大学MESA +纳米技术研究所的计算科学(MACS)数学。该研究项目得到壳牌NWO / FOM计划“能源研究计算科学”(CSER)的支持。