Сингапурские физики сообщили о создании красного материала с рекордной насыщенностью цвета. Он представляет собой массив кремниевых наноантенн на кварцевой подложке, в спектрах которых подавляются синие и зеленые компоненты. Полученный учеными структурный цвет лежит за пределами треугольника на хроматической диаграмме, используемого в стандарте sRGB.

Исследование опубликовано в Science Advances.

Наша возможность видеть предметы глазами основана на их способности отражать и рассеивать падающий свет. Цвет предмета, который воспринимает человек, зависит от множества факторов: от спектрального состава падающего света, от оптических свойств самого предмета, а также от особенностей работы нашего цветового зрения.

Среди прочего цвет можно характеризовать насыщенностью, то есть мерой его отличия от оттенка серого при равной светлости. С точки зрения физики насыщенность характеризуется спектральной плотностью внутри и вне диапазона, соответствующего заданному цвету. Для максимально насыщенного цвета она равна нулю за его пределами.

Таким условиям удовлетворяют источники света с узким спектром излучения, например, лазеры. Но сделать так, чтобы сами освещаемые предметы обладали насыщенным цветом, гораздо сложнее. Обычно это достигается с помощью добавления в их состав (или в состав красок, которыми они покрываются) разнообразных пигментов и красителей, обладающих нужными атомными или молекулярными резонансами.

Другой подход основан на структурных резонансах, например, плазмонном резонансе, резонансе Ми или брэгговской дифракции.

Оба этих принципа ответственны за формирование цветов в живой и неживой природе. Однако, что в природе, что в лабораториях пока не удается получить по-настоящему насыщенный красный цвет. Достигаемая сегодня насыщенность красного цвета, например, с помощью кадмия красного, остается в пределах стандартного треугольника sRGB. Даже красные перья тропических птиц не полностью красные: в их спектрах всегда содержатся синие или зеленые компоненты. Фундаментальной причиной этого стало то, что резонаторы, которые поддерживают моды с длинами волн от 600 нанометров и более, ответственные за красный цвет, часто поддерживают и моды более высокого порядка. Поэтому физики активно ищут способ подавить эти коротковолновые компоненты без ущерба для основного тона.

Чжаоган Дун (Zhaogang Dong) Национальный университет Сингапура с коллегами сообщили о том, что им удалось создать материал, красная поверхность которого обладает рекордной насыщенностью.