新一代太陽能電池？新型等離子超材料！

材料牛注：作為第一種既是金屬又是半導體的材料，改變了我們看待光傳輸的方式，解決了光子學中信號損失的問題、同時提高光傳輸的效率？這就是集氣質與實力于一身的新型等離子超材料！

加利福尼亞大學圣地亞哥分校（University of California San Diego）最近一項發現給光子學領域帶來巨大影響。一個工程師團隊制造了一種改變我們看待光傳輸方式的等離子超材料。他們的新材料表現出在光伏、光纖和激光等光技術領域的應用前景，并且解決了光子學一個最大的問題：信號損失。

一般來說，等離子超材料由于含有金屬，在吸收光的同時會產生熱量，因此往往十分低效。

這項研究由加利福尼亞大學圣地亞哥分校Jacobs工程學院（UC San Diego Jacobs School of Engineering）電氣工程教授Shaya Fainman領導，并在期刊Nature Communications上發表。該研究的第一作者Joseph Smalley評論，“我們用半導體的增益抵消金屬引入的損耗。利用這種組合，我們理論上可以制造出對信號零吸收的材料——無損超材料。”

雖然創造超材料的過程比描述要復雜得多，但這種超材料確實通過發光半導體取代失去的光而發揮作用。研究人員通過在基體上生長銦鎵砷磷化物半導體晶體的方法制備出這種等離子超材料。爾后研究人員使用等離子體刻蝕出40納米寬的溝槽，這些溝槽間隔為40納米。最后，填充溝槽，產生銀和半導體的微小條紋。

Smalley補充說，“這是第一種同時作為金屬和半導體的材料。如果光以一種方式偏振，超材料就像金屬一樣反射光，當光以另一種方式偏振時，超材料就像半導體一樣吸收和發射不同‘顏色’的光。”

顯然，這是一個提供更高效率光傳輸的驚人發現。雖然它仍處于實驗階段，但這種制造方法有潛力擴大到商業生產。

原文鏈接：New Plasmonic Metamaterial Could Revolutionize Solar Cells.

文獻鏈接：Luminescent hyperbolic metasurfaces.

本文由編輯部月亮提供素材，薛愛堂編譯，雪琰審核，點我加入材料人編輯部。