De nouvelles recherches au King's College de Londres pourraient conduire à l'amélioration des cellules solaires et des écrans LED. Des chercheurs du Groupe de biophysique et nanotechnologie de King's, dirigés par le professeur Anatoly Zayats du département de physique ont démontré en détail comment séparer les couleurs et créer des « arcs-en-ciel » en utilisant des structures à l'échelle nanométrique sur une surface métallique. La recherche est publiée dans Nature's Rapports scientifiques .

Il y a plus de 150 ans, la découverte chez King's de comment séparer et projeter différentes couleurs, a ouvert la voie aux téléviseurs et écrans couleur modernes. Le défi majeur pour les scientifiques de cette discipline aujourd'hui est la manipulation de la couleur à l'échelle nanométrique. Cette capacité aura des implications importantes pour l'imagerie et la spectroscopie, la détection d'agents chimiques et biologiques et peut conduire à des cellules solaires améliorées, téléviseurs à écran plat et écrans.

Les chercheurs de King's ont pu piéger la lumière de différentes couleurs à différentes positions d'une zone nanostructurée, utilisant des nanostructures spécialement conçues. Selon la géométrie de la nanostructure, un arc-en-ciel piégé pourrait être créé sur un film d'or dont la dimension est de l'ordre de quelques micromètres - environ 100 fois plus petite que la largeur d'un cheveu humain.

Le professeur Zayats a expliqué :« Des nanostructures de divers types sont envisagées pour les applications de cellules solaires afin d'augmenter l'efficacité d'absorption de la lumière. Nos résultats signifient que nous n'avons pas besoin de garder les cellules solaires éclairées à un angle fixe sans compromettre l'efficacité du couplage de la lumière dans une large gamme de longueurs d'onde. Lorsqu'il est utilisé à l'envers pour les écrans et les affichages, cela conduira à des angles de vision plus larges pour toutes les couleurs possibles.'

La grande différence avec les arcs-en-ciel naturels - où le rouge apparaît toujours sur la face extérieure et le bleu sur la face intérieure - est que dans les nanostructures créées, les chercheurs ont pu contrôler où les couleurs de l'arc-en-ciel apparaîtraient en contrôlant les paramètres des nanostructures. En plus de cela, ils ont découvert qu'il est possible de séparer les couleurs de différents côtés des nanostructures.

Le co-auteur, le Dr Jean-Sébastien Bouillard de King's, a déclaré :« Les effets démontrés ici seront importants pour fournir une sensibilité aux « couleurs » dans les systèmes d'imagerie infrarouge pour la sécurité et le contrôle des produits. Il permettra également la construction de spectromètres à micro-échelle pour des applications de détection.'

La capacité de coupler la lumière à des nanostructures aux caractéristiques multicolores sera d'une importance majeure pour les dispositifs de capture de lumière dans une vaste gamme d'applications, à partir de sources lumineuses, affiche, photodétecteurs et cellules solaires pour la détection et la manipulation de la lumière dans les circuits optiques pour les télécommunications et les communications de données.