研究人員創造了一種幾乎不反射光線的塗層，有望為更高效的發光二極體（LED）、太陽能電池和其他裝置指明方向。這種材料的光線反射率比用於提高雷射器等電子裝置效率的標準抗反射塗層低數倍。
當光線在兩種折射率不同的物質之間傳遞時會發生反射，折射率或光線在材料中的速度——折射率之間的差距越大，反射越強烈。新型塗層的折射率幾乎與空氣相同。“一塊玻璃會有反射，但這種材料不會，”紐約州特洛伊市倫斯勒理工學院的光學材料研究員弗雷德·舒伯特說，他的團隊開發了這種塗層。“這太棒了。” 可惜的是，他說這種材料不適用於擋風玻璃和眼鏡等表面。然而，電子研究人員長期以來一直在尋求控制反射。例如，在太陽能電池中，從電池表面反射的光線會降低其效率，因為反射的光線本可以轉化為電能。但舒伯特說，製造超薄抗反射塗層已被證明具有挑戰性。
為了製造這種材料，他和他的同事將二氧化矽或二氧化鈦蒸氣沉積在氮化鋁上，氮化鋁是一種用於高科技LED的透明半導體。透過傾斜氮化鋁晶片，該小組誘導蒸氣凝結成微小棒狀森林，每個棒狀物寬約50奈米，並傾斜一定角度。
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舒伯特說，該材料低折射率的關鍵在於其多孔性。材料的電子越容易被電磁波擾動，其折射率就越高。但他表示，多孔材料的電子較少，因此折射率較低。
透過堆疊五層奈米棒，每一層都比下面一層孔隙率更低，他們以一系列步驟改變了塗層的折射率，從底部（與晶片緊密匹配）的2.03到頂部（與空氣的1.0相比）的1.05。該小組在本週的《自然·光子學》雜誌上報告稱，由於每個步驟都很小，總反射率降至低至0.1%。
分級步驟還有另一個顯著效果：該塗層在許多光波長和各種入射角的光線下都能良好工作——儘管該小組發現它在接近30度時效果最佳。舒伯特說，抗反射層通常會降低一種波長的光線的反射率，但代價是增強其他波長的光線的反射率，而且它們往往只對垂直照射到表面的光線有效。
加州大學聖巴巴拉分校的LED照明研究員史蒂文·登巴斯說：“這是我見過的最高質量的抗反射塗層之一。” 他說，“這不是提高LED亮度的解決方案”，但它可能會使它們的輸出提高5%到10%。他說，下一步是：“他們將不得不看看它在實際裝置中的表現如何。”