Guld brukar ses som en blank metall - dock i sin porösa form, guld verkar faktiskt tråkigt och svart. Ytorna på nanoporöst guld är grova och metallen tappar sin glans. Michel Bosman vid A*STAR Institute of Materials Research and Engineering och hans medarbetare har nu experimentellt visat att mattheten är en konsekvens av hur inkommande ljus kopplas till elektronerna på guldytan.

En ljusstråle som träffar metall kan få alla elektroner på ytan att svänga unisont. Om ljuset är inom ett lämpligt smalt band av våglängder, det absorberas av ytan och skapar halvmateriahybridpartiklar som kallas ytplasmonpolaritoner (SPPs). Bosman och hans team visade att den smala bandabsorptionen av många SPP över en yta kan kombineras för att ge bredbandet högabsorberande egenskaper hos nanoporösa material. ”Våra mätningar visar att dessa material inte alls är svarta när man tittar på dem på nära håll; de är faktiskt väldigt färgglada, ” förklarar Bosman. "De verkar bara svarta för oss eftersom vi tittar på dem på långt håll, där över ett stort område alla olika färger har absorberats.”

Dessa effekter som orsakas av SPP uppträder på submikronivån. Av denna anledning, Konventionella optiska avbildningsmetoder erbjuder inte den upplösning som krävs för att se SPPs direkt. Som svar, teamet använde avbildningstekniker baserade på elektronstrålar. Genom att avfyra elektroner mot ytan och mäta den energi som de förlorar under sin interaktion med materialet, Bosman och hans team kunde beräkna energin som krävdes för att skapa en SPP, och från detta kunde de sluta sig till den våglängd av ljus som det skulle absorbera.

Forskarna skannade sin elektronstråle över både guld- och silverfilmer, vilket gjorde det möjligt för dem att generera en tvådimensionell karta som visar både våglängden för ljus absorberat vid en viss punkt såväl som den lokala ytgeometrin (se bild). Nanoporernas varierande form och storlek gav upphov till SPP som absorberar ljus vid ett brett spektrum av våglängder.

Konceptet kan leda till förbättrad effektomvandlingseffektivitet i solcellsapparater. ”Dessa resultat visar att det är möjligt att designa färgen på en guld- eller silverfilm, säger Bosman. "Det kommer, till exempel, vara möjligt att mer effektivt absorbera energin från solljus, genom att ställa in ljusabsorptionen hos guldet eller silvret till solspektrumet.”