Fig. 1 (a) Beräknat brytningsindex och (b) extinktionskoefficientspektra för Ge med fyra olika porositeter (Pr) (0%, 40 %, 60 % och 75 %) som funktion av våglängden. (c) Vänster, schematisk vy av föreslagna tunnfilmsbeläggningar med olika Pr (dvs. 0 %, 40 %, 60 % och 75 %). Höger, tunnfilmsstrukturer representerade av beräknade färger med olika Pr (dvs. 0 %, 40 %, 60 % och 75 %) vid samma tjocklek på 20 nm. (d) Beräknade reflektansspektra för ultratunna optiska beläggningar (Pr-Ge/Au) med olika Pr. (e) Konturdiagram av reflektansvariation för Pr-Ge/Au med fyra olika Pr som funktion av Ge-tjocklek (tGe), och av våglängd. Vita streckade linjer i varje konturplot indikerar variationer i resonanssänkningen. (f) Färgrepresentationer från beräknad reflektans i (e). Kredit:Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)
DGIST meddelade att professor Kyung-in Jangs forskargrupp lyckats utveckla en teknik som kan kontrollera olika färgförändringar genom att belägga flera nanometer halvledande material på ett metallsubstrat genom gemensam forskning med en forskargrupp ledd av professor Young-min Song of GIST.
Professor Kyung-in Jangs forskargrupp har lyckats förändra den unika färgen på metaller som guld, silver, aluminium, etc. med stark tunnfilmsinterferenseffekt orsakad av ljus som reflekteras på ytan av metaller och halvledande material genom att belägga ett ultratunt skikt på flera nanometer (1 nanometer är en miljarddels meter) av halvledarämnen på metallerna .
Det har gjorts tidigare studier som visar att färgförändringar beror på tjockleken på en ultratunn film av halvledande material som germanium belagd på ett guldsubstrat; dock, det har förekommit vissa svårigheter på grund av den snabba färgförändringen och med färgmörkningstekniker.
Forskargruppen belade en tunn germaniumfilm på 5 till 25 nanometer på ett guldsubstrat genom att använda oblique angle deposition (OAD). Som ett resultat, de lyckades producera olika färger som gult, orange, blå, och lila efter behag beroende på germaniumbeläggningens tjocklek och avsättningsvinkel.
Det bekräftades att utbudet av färguttryck utökades och färgens renhet förbättrades genom att göra en porös struktur med ett stort antal fina hål som har en betydande närvaro i germaniumskiktet. Genom att tillämpa metoden för avsättning av sned vinkel, variationen och renheten hos färger varierades också beroende på tjockleksförändringen av germaniumfilmen i nanometer.
Figur 2. (a) Uppmätta reflektansspektra i var och en av deponeringsvinklarna (DA) (dvs. 0°, 30°, 45° och 70°) med olika Ge-tjocklekar (d.v.s. 10 nm, 15 nm, 20 nm och 25 nm). (b) Kromatiska värden i CIE-koordinaten från uppmätt reflektans som visas i (a). Kromatiska värden för ultratunna filmer med fyra olika Pr (dvs. 0 %, 40 %, 60 % och 75 %) visas också med streckade linjer för jämförelse. (c) Bilder på de tillverkade proverna av olika DA:er (dvs. 0°, 30°, 45° och 70°) med olika Ge-tjocklekar (d.v.s. 10 nm, 15 nm, 20 nm, 25 nm och 100 nm). Vänster, Figurer i gråskala visar scanningsmikroskopbilder motsvarande proverna med en Ge-tjocklek på 200 nm för att bättre visa morfologin. Kredit:Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)
Professor Kyung-in Jang från DGIST sa, "Resultatet av denna forskning är utvecklingen av en enkel metod för att applicera olika färger på befintliga elektroniska enheter och för närvarande har vi lyckats uttrycka enstaka färger, men vi kanske också kan belägga mönster som symboler och bilder. I framtiden, Jag tror att det kan användas för att belägga visuella mönster på flexibla enheter som solceller, bärbara enheter, och displayer som används för olika ändamål, inklusive att bygga ytterväggar. Det kan också appliceras i kamouflage genom att belägga saker med samma mönster eller färg som de omgivande föremålen."
Under tiden, detta forskningsresultat publicerades den 9 december, 2016 i onlineupplagan av Nanoskala , en internationell akademisk tidskrift inom området nanoteknik, och forskningen stöddes av grundforskningsprojektet (kollektiv forskning) från National Research Foundation of Korea.
