洛桑联邦理工学院 新方法采用了流体力学中已经使用的一种自然过程:去湿
信用:& copyVytautas Navikas / 2019 EPFL 光路将彻底改变许多设备的性能
它们不仅比电子电路快10到100倍，而且耗电少得多
在这些电路中，光波由被称为亚表面的极薄表面控制，亚表面聚集光波并根据需要引导光波
亚表面包含规则间隔的纳米粒子，可以在亚微米波长范围内调制电磁波
Metasurfaces可以让工程师为各种应用制造灵活的光子电路和超薄光学器件，从灵活的平板电脑到具有增强光吸收特性的太阳能电池板
例如，它们还可以用来制造柔性传感器，直接放置在病人的皮肤上，以便测量脉搏和血压等，或者检测特定的化学化合物
问题在于，使用传统方法——平版印刷术——来创建元表面是一个需要花费数小时的复杂过程，而且必须在洁净室中完成
但是，来自光子材料和光纤设备实验室的EPFL工程师现在已经开发出一种简单的方法，在低温下，甚至有时在室温下，只需几分钟就可以制造它们，而不需要洁净室
EPFL工程学院的方法产生的介电玻璃亚表面可以是刚性的，也可以是柔性的
他们的研究结果发表在《自然纳米技术》杂志上
化弱为强 新方法采用了流体力学中已经使用的一种自然过程:去湿
当一层材料薄膜沉积在衬底上，然后加热时，就会发生这种情况
热量导致薄膜收缩并分裂成微小的纳米颗粒
“去湿被认为是制造业中的一个问题——但我们决定利用它来达到我们的优势，”该研究的主要作者和FIMAP负责人杨奇煜·索林说
通过他们的方法，工程师们第一次能够制造电介质玻璃亚表面，而不是金属亚表面
电介质亚表面的优点是它们吸收很少的光，并且具有高折射率，使得调制通过它们传播的光成为可能
为了构建这些元表面，工程师们首先创建了一个带有所需架构纹理的基底
然后他们在几十纳米厚的薄膜中沉积了一种材料——在这种情况下是硫族化物玻璃
衬底随后被加热几分钟，直到玻璃变得更加流体化，纳米粒子开始形成，其大小和位置由衬底的纹理决定
这种方法非常有效，它可以产生高度复杂的亚表面，具有几层纳米粒子或间隔10纳米的纳米粒子阵列
这使得亚表面对环境条件的变化高度敏感——例如检测甚至非常低浓度的生物粒子的存在
“这是第一次使用去湿技术制造玻璃亚表面
索林说:“它的优点是我们的亚表面光滑而规则，可以很容易地在大表面和柔性基底上生产。”
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