Forskare rapporterade en ny teknik som förbättrar den höga transparensen för brytningsbar polymerfilm via en et-stegs ångavsättningsprocess. Den svavelhaltiga polymerfilmen (SCP) som producerats av professor Sung Gap Ims forskargrupp vid KAISTs avdelning för kemisk och biomolekylär teknik har uppvisat utmärkt miljöstabilitet och kemisk resistens, vilket är mycket önskvärt för dess tillämpning i långtidsapplikationer för optiska anordningar. Det höga brytningsindexet som överstiger 1,9 samtidigt som det är helt transparent i hela det synliga området kommer att hjälpa till att utöka applikationerna för optoelektroniska enheter.

Brytningsindex är förhållandet mellan ljusets hastighet i vakuum och ljusets fashastighet i ett material, används som ett mått på hur mycket ljusets väg böjs när den passerar genom ett material. Med miniatyrisering av olika optiska delar som används i mobila enheter och bildbehandling, efterfrågan har snabbt ökat på transparenta material med högt brytningsindex som inducerar mer ljusbrytning med en tunn film.

Eftersom polymerer har enastående fysikaliska egenskaper och lätt kan bearbetas i olika former, de används i stor utsträckning i en mängd olika applikationer, t.ex. glasögon i plast. Dock, det har utvecklats mycket få polymerer hittills med ett brytningsindex som överstiger 1,75, och existerande polymerer med högt brytningsindex kräver dyra material och komplicerade tillverkningsprocesser.

Framför allt, kärnteknologier för att producera sådana material har dominerats av japanska företag, orsakar långvariga utmaningar för koreanska tillverkare. Säkra en stabil leverans av högpresterande, material med hög brytningsindex är avgörande för produktion av optiska enheter som är lättare, billigare, och kan manipuleras fritt.

Forskargruppen har framgångsrikt tillverkat ett helt nytt polymert tunnfilmsmaterial med ett brytningsindex som överstiger 1,9 och utmärkt transparens, med bara en kemisk reaktion i ett steg. SCP-filmen visade enastående optisk transparens över hela området med synligt ljus, förmodligen på grund av den jämnt spridda, kortsegmenterade polysulfidkedjor, vilket är en distinkt egenskap som är ouppnåelig vid polymerisationer med smält svavel.

Teamet fokuserade på det faktum att elementärt svavel lätt sublimeras för att producera en polymer med högt brytningsindex genom att polymerisera det förångade svavlet med en mängd olika ämnen. Denna metod undertrycker bildningen av alltför långa S-S-kedjor samtidigt som den uppnår enastående termisk stabilitet i höga svavelkoncentrationer och genererar transparenta icke-kristallina polymerer över hela det synliga spektrumet.

På grund av egenskaperna hos ångfasprocessen, den tunna filmen med hög brytningsindex kan beläggas inte bara på kiselskivor eller glasunderlag, men även på ett brett utbud av strukturerade ytor. Vi tror att denna tunnfilmspolymer är den första som har uppnått ett ultrahögt brytningsindex som överstiger 1,9.

Professor Im sa, "Denna högpresterande polymerfilm kan skapas på ett enkelt sätt i ett steg, vilket är mycket fördelaktigt vid syntesen av SCP med ett högt brytningsindex. Detta kommer att fungera som ett plattformsmaterial för framtida avancerade optiska applikationer."