研究人员发现，古老的加热金属以产生鲜艳颜色的技术创造了一个纳米结构的表面，它可以作为一个完美的光吸收器。完美的吸光器能吸收99%以上某种颜色的材料，这种材料可用于传感、太阳能电池板、防伪和隐身技术。
       在《Optical Materials Express》期刊上，俄亥俄州凯斯西储大学的研究人员报告了他们对加热金属表面如何产生颜色的看法，并将这些发现应用于制造一种能完美吸收红光的镍薄膜。
        凯斯西储大学研究小组成员Giuseppe Strangi说:“我们发现，一种已有3000年历史的冶金技术实际上是超表面最简单的例子之一。超表面是具有亚波长特征的人造表面，具有独特的电磁特性。通过沉积单一金属层可以来改变颜色，这种特性为金属加工在电磁信号屏蔽等领域提供了具有美学特性的新可能性。”
       不同于水泡和蝴蝶翅膀的彩虹颜色会随着观看角度的不同而变化，加热金属产生的氧化薄膜会在各个角度保持颜色不变。这种特性使热诱导的颜色在全息图制造中时有一定的用处，可以用于制造货币和金属产品的防伪标志。
一种简单的方法
       科学家们此前已经证明，利用超薄吸收材料或高度工程化的纳米结构可以实现完美的光吸收。然而，这些材料需要至少两种材料沉积使用纳米石刻制作方法，制造价格一般是昂贵的，且耗时长、难以复制。
    “我们的研究表明，只要使用一种简单的薄膜，配合适当的氧化物和金属基底，就可以实现完美的光吸收。” Strangi说：“这种结合自然发生在某些金属上，比如我们在研究中使用的镍和钛。” 为了证明他们的技术，研究人员把硅基底上的150纳米镍或钛层400?C加热20到40分钟形成氧化层。对样品吸收性能的分析表明，烘烤40分钟后的镍薄膜吸收了约99.94%的红光。
       研究人员还证明，改变加热时间可以调节改变氧化层的厚度，从而控制光吸收的波长是可见光还是近红外波长。
它是如何工作的
       完美的光吸收发生在加热的金属中，因为从氧化层发出的光线和金属基体以一种相互抵消的方式聚集在一起，这种现象被称为完全破坏性干涉。任何剩余的光被吸收在金属衬底内。 “这种制造完美吸收光材料的方法非常实用，因为它简单、可重复。” Strangi说，“氧化层使表面具有抗划痕性，并防止其进一步氧化。”
       研究人员目前还在计划进行更多的实验，以确定金属氧化物层的生长是否能形成高分辨率的图案。另外还在开发可使用完美光吸收器的气体传感器。

图2 完美的光吸收发生在氧化镍(NiO)超表面，因为从氧化层和金属基体发出的光线以一种相互抵消的方式聚集在一起，这是一种被称为完全破坏性干涉的现象。

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