Высокотемпературная плазмоника сулит инновации

Высокотемпературная плазмоника предвещает инновации в солнечных батареях и HDD

Инновационные плазмонные метаматериалы способны функционировать при воздействии высокой температуры и могут значительно преобразовать эффективность работы солнечных батарей в лучшую сторону. Тонкий плазмонный слой, около 500 нм, функционирует как промежуточный спектральный преобразователь, который поглощает широкий солнечный спектр и переизлучает в более подходящем для солнечных батарей диапазоне. Теоретически, с помощью этого можно повысить эффективность их работы с 15 до 85%.

Как бы то ни было, в инновационных плазмонных устройствах нередко используются такие металлы как серебро и золото, которые не выдерживают высокой температуры. Данные металлы еще и имеют плохую совместимость с КМОП-технологиями, что в индустрии применяемы для создания интегральных схем.

Исходя из этого, ученые Университета Пердью рекомендовали заменить золото и серебро нитридами циркония и титана. Эти материалы не теряют стабильности даже при температурах 1500 ºC. В таких условиях плазмонные преобразователи нагреваются в солнечных элементах. В журнале Science о полученных ими результатах экспериментов повествует статья, которая опубликовалась в прошлую пятницу. Данная информация также может быть полезной для совершенствования технологий записи информации с нагревом носителя (Heat-Assisted Magnetic Recording, HAMR).

Высокотемпературная плазмоника предвещает инновации в солнечных батареях и HDD

Как было отмечено в той статье, тантал и вольфрам, с которыми проводились эксперименты раньше, нельзя назвать хорошими плазмонными материалами и применение данных металлов возможно только в случае создания слоев в двадцать раз толще, чем из плазмонных материалов. Такая толщина не дает возможности быстро прогреваться и повышает уязвимость к механическим напряжениям, которые обусловлены быстрым вращением жестких дисков HAMR или циклическим нагревом фотоячеек.

Нитрид титана обладает тугоплавкостью и высокой прочностью, что является оптимальным для наноантенн HAMR, что располагаются достаточно близко к вращающейся на высокой скорости пластине жесткого диска и нагреваются до температур более 400 ºC в процессе работы.

Основанная участниками проекта фирма Nano-Meta Technologies изначально сконцентрируется на трех областях прикладного применения плазмонных метаматериалов. Вровень с HAMR и солнечной фотоэлектроникой это станет новой концепцией в клинической терапии: наночастицы нитрида титана, которые вводят в кровь, накапливаясь в опухолях, нагреваются и под воздействием внешнего облучения на некоторой длине волны убивают раковые клетки.

Источник: ]]>ko]]>

Рекомендуем также посмотреть следующие новости: