Ranhuras elevam eficiência de visão noturna a quase 100%

Redação do Site Inovação Tecnológica -  14/06/2016

Quando a luz incide sobre uma superfície lisa, a maior parte dela é refletida. As ranhuras causam sua reflexão lateral, permitindo uma absorção quase total. [Imagem: Thomas P. White/ANU]

Ranhuras que fazem a diferença

Uma técnica incrivelmente simples gerou um aumento drástico na eficiência da absorção de luz por um material semicondutor com apenas algumas centenas de átomos de espessura - de 7,7% para quase 99% de absorção da luz.

Isso deverá tornar a tecnologia de infravermelho mais simples e mais barata. Também conhecida como "visão noturna", essa tecnologia de imageamento poderia ter largas aplicações - como na agricultura ou na observação ambiental - se não exigisse equipamentos tão grandes e caros como atualmente.

"Escavando entalhes finos na película [semicondutora], a luz é dirigida para o lado e quase toda ela é absorvida, apesar da pequena quantidade de material - a camada absorvente tem menos do que 1/2.000 da espessura de um cabelo humano," disse o professor Martijn de Sterke, da Universidade de Sydney, na Austrália.

E o efeito não depende do material utilizado, mas do padrão de ranhuras, o que indica que ele poderá ser obtido em vários materiais naturais com propriedades interessantes, mas que absorvem pouca radiação.

Aplicações da visão noturna

Dispositivos de infravermelho são usados para melhorar a visão através da neblina, para visão noturna, na forma de imagens de calor, e para observações que não são possíveis com luz visível.

O problema é que detectores de alta qualidade custam aproximadamente US$ 100.000, e alguns exigem refrigeração criogênica, a -200 ° C.

"Há muitas aplicações que poderiam se beneficiar muito de filmes ultrafinos perfeitamente absorventes, da defesa e agricultura autônoma, até robôs, instrumentos médicos e eletrônicos de consumo," disse Bjorn Sturmberg, que desenvolveu o padrão de ranhuras.

É por isso que tem havido um esforço crescente na área, com resultados recentes muito interessantes, como um material de baixo custo para transformar infravermelho em luz visível e técnicas que permitirão que ascâmeras infravermelhas fiquem coloridas.

Bibliografia:

Total absorption of visible light in ultrathin weakly-absorbing semiconductor gratings
Björn C. P. Sturmberg, Teck K. Chong, Duk-Yong Choi, Thomas P. White, Lindsay C. Botten, Kokou B. Dossou, Christopher G. Poulton, Kylie R. Catchpole, Ross C. McPhedran, C. Martijn de Sterke
Optica
Vol.: 3, Issue 6, pp. 556-562
DOI: 10.1364/OPTICA.3.000556