Photonik: Vollständig entspiegelnde Beschichtung entwickelt
© Rensselaer/Fred Schubert (Ausschnitt)
Reflektierende Oberflächen | Von oben nach unten: Unterschiedliche Lichtreflexion an Oberflächen aus Aluminium, Silizium, Aluminiumnitrid und durch die neuartige Beschichtung entspiegeltes Aluminiumnitrid.
Den extrem geringen Brechungsindex von 1,05 (zum Vergleich: Luft 1, Fensterglas 1,45) erreichten die Wissenschaftler, indem sie feine Siliziumdioxid-Stäbchen – 2000-mal dünner als ein menschliches Haar – im 45-Grad-Winkel auf eine Aluminiumnitrid-Schicht aufbrachten. Unter dem Mikroskop erinnert die Oberfläche an am Hang gewachsenen Rasen. Die bei der Herstellung fein einstellbare Dichte der "Grashalme" ist dabei bestimmend für den Brechungsindex: Je mehr Luft zwischen den Stäbchen Platz findet, desto stärker nähert sich der Brechungsindex dem von Luft an. Und da Reflexion immer dann auftritt, wenn sich die Brechzahlen zweier Materialien stark unterscheiden (wie beim Diamanten, Brechzahl 2,42), lässt sich die Spiegelung dadurch unterbinden, dass an der Grenze zwischen Luft und Feststoff mehrere Schichten des Films eingeschoben werden, deren Brechungsindex behutsam von dem der Luft zu dem des Feststoffes hin ansteigt.
© Rensselaer/Fred Schubert (Ausschnitt)
Entspiegelnder Film in Nahaufnahme | Um den niedrigen Brechungsindex zu erreichen, wurden Siliziumdioxid-Stäbchen auf eine dünne Aluminiumnitrid-Schicht aufgebracht.
Brechzahlen, die ähnlich nahe an der von Luft sind, konnten bisher nur durch hochporöse Stoffe erreicht werden. Diese lassen sich jedoch nicht so dünn herstellen, dass sie sich zur Beschichtung eigenen. (jpb)
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