研究人员创造了一种几乎不反射光线的涂层，有望为更高效的发光二极管（LED）、太阳能电池和其他设备指明方向。这种材料的光线反射率比用于提高激光器等电子设备效率的标准抗反射涂层低数倍。
当光线在两种折射率不同的物质之间传递时会发生反射，折射率或光线在材料中的速度——折射率之间的差距越大，反射越强烈。新型涂层的折射率几乎与空气相同。“一块玻璃会有反射，但这种材料不会，”纽约州特洛伊市伦斯勒理工学院的光学材料研究员弗雷德·舒伯特说，他的团队开发了这种涂层。“这太棒了。” 可惜的是，他说这种材料不适用于挡风玻璃和眼镜等表面。然而，电子研究人员长期以来一直在寻求控制反射。例如，在太阳能电池中，从电池表面反射的光线会降低其效率，因为反射的光线本可以转化为电能。但舒伯特说，制造超薄抗反射涂层已被证明具有挑战性。
为了制造这种材料，他和他的同事将二氧化硅或二氧化钛蒸气沉积在氮化铝上，氮化铝是一种用于高科技LED的透明半导体。通过倾斜氮化铝晶片，该小组诱导蒸气凝结成微小棒状森林，每个棒状物宽约50纳米，并倾斜一定角度。
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舒伯特说，该材料低折射率的关键在于其多孔性。材料的电子越容易被电磁波扰动，其折射率就越高。但他表示，多孔材料的电子较少，因此折射率较低。
通过堆叠五层纳米棒，每一层都比下面一层孔隙率更低，他们以一系列步骤改变了涂层的折射率，从底部（与晶片紧密匹配）的2.03到顶部（与空气的1.0相比）的1.05。该小组在本周的《自然·光子学》杂志上报告称，由于每个步骤都很小，总反射率降至低至0.1%。
分级步骤还有另一个显著效果：该涂层在许多光波长和各种入射角的光线下都能良好工作——尽管该小组发现它在接近30度时效果最佳。舒伯特说，抗反射层通常会降低一种波长的光线的反射率，但代价是增强其他波长的光线的反射率，而且它们往往只对垂直照射到表面的光线有效。
加州大学圣巴巴拉分校的LED照明研究员史蒂文·登巴斯说：“这是我见过的最高质量的抗反射涂层之一。” 他说，“这不是提高LED亮度的解决方案”，但它可能会使它们的输出提高5%到10%。他说，下一步是：“他们将不得不看看它在实际设备中的表现如何。”