science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Een metaal in verschillende kleuren aankleden

Fig. 1 (a) Berekende brekingsindex en (b) extinctiecoëfficiëntspectra van Ge met vier verschillende porositeiten (Pr) (0%, 40%, 60% en 75%) als functie van de golflengte. (c) Links, schematische weergave van voorgestelde dunnefilmcoatings met verschillende Pr (d.w.z. 0%, 40%, 60% en 75%). Rechts, dunnefilmstructuren weergegeven door berekende kleuren met verschillende Pr (d.w.z. 0%, 40%, 60% en 75%) bij dezelfde dikte van 20 nm. (d) Berekende reflectiespectra van ultradunne optische coatings (Pr-Ge/Au) met verschillende Pr. (e) Contourgrafiek van reflectievariatie voor Pr-Ge/Au met vier verschillende Pr als functie van Ge-dikte (tGe), en van golflengte. Witte stippellijnen in elke contourgrafiek geven variaties in de resonantiedip aan. (f) Kleurweergaven van berekende reflectie in (e). Krediet:Daegu Gyeongbuk Instituut voor Wetenschap en Technologie (DGIST)

DGIST heeft aangekondigd dat het onderzoeksteam van professor Kyung-in Jang erin is geslaagd een technologie te ontwikkelen die verschillende kleurveranderingen kan beheersen door verschillende nanometers halfgeleidende materialen op een metalen substraat te coaten door middel van gezamenlijk onderzoek met een onderzoeksteam onder leiding van professor Young-min Song van GIST.

Het onderzoeksteam van professor Kyung-in Jang is erin geslaagd de unieke kleur van metalen zoals goud, zilver, aluminium, enz. met een sterk dunnefilm-interferentie-effect veroorzaakt door licht dat wordt gereflecteerd op het oppervlak van de metalen en halfgeleidende materialen door een ultradunne laag van enkele nanometers (1 nanometer is een miljardste van een meter) halfgeleiderstoffen op de metalen te coaten .

Er zijn eerdere onderzoeken geweest die aantonen dat kleurveranderingen afhankelijk zijn van de dikte van de ultradunne film van halfgeleidende materialen zoals germanium gecoat op een gouden substraat; echter, er waren enkele problemen als gevolg van de snelle verandering van kleuren en met kleurverdonkeringstechnieken.

Het onderzoeksteam bekleedde een dunne germaniumfilm van 5 tot 25 nanometer op een gouden substraat door gebruik te maken van oblique angle deposition (OAD). Als resultaat, ze slaagden erin om verschillende kleuren te produceren zoals geel, Oranje, blauw, en paars naar believen volgens de dikte en depositiehoek van de germaniumcoating.

Er werd bevestigd dat het bereik van kleurexpressie zich uitbreidde en de zuiverheid van kleur werd verbeterd door een poreuze structuur te maken met een groot aantal fijne gaatjes die significant aanwezig zijn in de germaniumlaag. Door de schuine hoekdepositiemethode toe te passen, de variatie en zuiverheid van kleuren werden ook gevarieerd volgens de dikteverandering van de germaniumfilm in nanometers.

Figuur 2. (a) Gemeten reflectiespectra in elk van de afzettingshoeken (DA's) (d.w.z. 0°, 30°, 45° en 70°) met verschillende Ge-diktes (d.w.z. 10nm, 15nm, 20nm en 25nm). (b) Chromatische waarden in de CIE-coördinaat van gemeten reflectie zoals weergegeven in (a). Chromatische waarden voor ultradunne films met vier verschillende Pr (d.w.z. 0%, 40%, 60% en 75%) worden ter vergelijking ook weergegeven door streepjeslijnen. (c) Foto's van de gefabriceerde monsters van verschillende DA's (d.w.z. 0°, 30°, 45° en 70°) met verschillende Ge-diktes (d.w.z. 10nm, 15nm, 20 nm, 25nm en 100nm). Links, grijsschaalcijfers tonen scanningmicroscopiebeelden die overeenkomen met de monsters met een Ge-dikte van 200 nm om de morfologie beter weer te geven. Krediet:Daegu Gyeongbuk Instituut voor Wetenschap en Technologie (DGIST)

Professor Kyung-in Jang van DGIST zei:"Het resultaat van dit onderzoek is de ontwikkeling van een eenvoudige methode om verschillende kleuren op bestaande elektronische apparaten aan te brengen en momenteel zijn we erin geslaagd om enkele kleuren uit te drukken, maar we kunnen misschien ook patronen zoals symbolen en afbeeldingen coaten. In de toekomst, Ik denk dat het kan worden gebruikt bij het coaten van visuele ontwerpen op flexibele apparaten zoals zonnecellen, draagbare apparaten, en displays die voor verschillende doeleinden worden gebruikt, waaronder het bouwen van buitenmuren. Het kan ook in camouflage worden toegepast door dingen te coaten met hetzelfde patroon of dezelfde kleur als de omringende objecten."

In de tussentijd, dit onderzoeksresultaat werd op 9 december gepubliceerd 2016 in de online editie van nanoschaal , een internationaal wetenschappelijk tijdschrift op het gebied van nanotechnologie, en het onderzoek werd ondersteund door het basisonderzoeksproject (collectief onderzoek) van de National Research Foundation of Korea.