Perfect blackbody sheets having optical confiment structures fabricated with swift heavy ion beam

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H03753
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Amemiya Kuniaki 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (60361531)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 越川 博 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主幹技術員 (00354936) ; 清水 雄平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (90828005)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 暗黒シート / イオンビーム / 光吸収体 / 黒体 / 極低反射率 / 光閉じ込め構造

Outline of Final Research Achievements

We have developed “supreme black sheet,” a material that is the blackest in the world and also has contact resistance. The cashew oil resin, which is similar to lacquer, becomes a black polymer when made into an iron complex, and Mie scattering hardly occurs due to the absence of pigment particles. By transferring the “light confining structure,” a fine surface texture fabricated based on ion beam fabrication, onto cashew oil black resin to suppress surface reflection, a deep black “supreme black sheet” with extremely little glare (specular reflection) and dullness (scattering reflection) was obtained. The hemispherical reflectance was less than 0.1 % (light absorption >99.9 %), one to two orders of magnitude lower than that of conventional contact-resistant ultra-black materials.

Free Research Field

計量標準

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

「至高の暗黒シート」の光閉じ込め構造はイオンビーム加工による型に基づいて繰り返し転写製造できるため、今後の大面積化・量産化が期待される。また、暗黒シートは触っても性能が損なわれにくいため、取り扱いも容易である。この至高の暗黒シートにより、明るい場所でも沈む圧倒的な黒さを実現でき、背景の映り込みを防止できるため、視覚表現にこれまでになく高いコントラストを提供可能である。将来的には光の乱反射を極力抑えたいプロ用途だけでなく、身近な場面も含め、光制御・利用技術の格段の性能向上に貢献し得る。