Generalmente se piensa que el oro es un metal brillante; sin embargo, en su forma porosa, el oro en realidad parece opaco y negro. Las superficies del oro nanoporoso son rugosas y el metal pierde su brillo. Michel Bosman del Instituto A * STAR de Investigación e Ingeniería de Materiales y sus colaboradores han demostrado ahora experimentalmente que la opacidad es una consecuencia de la forma en que la luz entrante se acopla a los electrones en la superficie del oro.

Un haz de luz que golpea un metal puede hacer que todos los electrones de la superficie oscilen al unísono. Si la luz está dentro de una banda estrecha apropiada de longitudes de onda, es absorbido por la superficie y crea partículas híbridas de media materia conocidas como polaritones de plasmón de superficie (SPP). Bosman y su equipo demostraron que la absorción de banda estrecha de muchos SPP en una superficie puede combinarse para dar las características de alta absorción de banda ancha de los materiales nanoporosos. “Nuestras mediciones muestran que estos materiales no son negros en absoluto cuando se miran de cerca; en realidad son muy coloridos, ”Explica Bosman. “Solo nos parecen negros porque los miramos desde lejos, donde en un área grande se han absorbido todos los colores diferentes ".

Estos efectos causados ​​por los SPP ocurren a nivel submicrónico. Por esta razón, Los métodos de imágenes ópticas convencionales no ofrecen la resolución necesaria para ver los SPP directamente. En respuesta, el equipo utilizó técnicas de imagen basadas en haces de electrones. Al disparar electrones a la superficie y medir la energía que pierden durante su interacción con el material, Bosman y su equipo pudieron calcular la energía necesaria para crear un SPP, y de esto podían inferir la longitud de onda de la luz que absorbería.

Los investigadores escanearon su haz de electrones a través de películas de oro y plata, lo que les permitió generar un mapa bidimensional que muestra tanto la longitud de onda de la luz absorbida en un punto particular como la geometría de la superficie local (ver imagen). La forma y el tamaño variables de los nanoporos dieron lugar a SPP que absorben la luz en una amplia gama de longitudes de onda.

El concepto podría conducir a una mejor eficiencia de conversión de energía en dispositivos fotovoltaicos. “Estos resultados muestran que es posible diseñar el color de una película dorada o plateada, ”Dice Bosman. "Lo hará, por ejemplo, Ser posible absorber de manera más eficiente la energía de la luz solar, sintonizando la absorción de luz del oro o la plata con la del espectro solar ".