En forskargrupp ledd av prof. Cao Hongtao vid Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS), har utvecklat en ny metod för direkt växt av vertikalt orienterade nanokavitetsmatriser för att generera plasmoniska strukturella färger, som har ett brett spektrum, förbättrad färgmättnad, utmärkt stabilitet i omgivande tillstånd och skalbarhet för massproduktion. Studien publicerades i Avancerade funktionella material .

Som ett miljövänligt alternativ till de traditionella pigmenten och färgämnena, plasmoniska färger har hög effektivitet, långsiktig stabilitet, och icke-fotoblekande natur. Därför, de spelar en viktig roll i nya tillämpningar, som bakgrundsbelysningsfria skärmar, solomvandling, etc. Emellertid, Den enkla tillverkningstekniken för storskaliga plasmoniska strukturfärger med hög färgkvalitet och styrbar kontrollfrihet behöver fortfarande förbättras.

Forskare vid NIMTE föreslog den direkta tillväxtmetoden för vertikalt orienterade nanokavitetsmatriser för att skapa plasmoniska strukturella färger.

Den förbättrade staplade strukturen består av en Ag nanotrådarray inbäddad-SiO ₂ metamaterial byggstenslager, en nanoskala tjock SiO ₂ glipa, och en metallspegel. Dessutom, hela den staplade strukturen kan förberedas via magnetronförstoftning, vilket är en enkel uppskalningsteknik. Särskilt, inställningen i nanoskala på strukturegenskaperna hos nanotrådsuppsättningarna var väl kopplad till avsättningsparametrarna på ett kontrollerbart och reproducerbart sätt.

Tack vare det ytterligare införandet av Ag NP cermetskikt, mer resonansabsorption utlöstes. Således utökades färgomfånget ytterligare, även inklusive den svarta färgen, tillsammans med den förbättrade färgmättnaden. På det här sättet, fullfärgspaletten realiserades i rött, grön, blå (RGB) såväl som cyan, magenta, gul, svart (CMYK) färgrymd.

Dessutom, oavsett om det är på styva eller flexibla underlag, stora ytor och enhetliga strukturella färger visade vinkelokänslighet och färgstabilitet i omgivande luft.

Studien kan kasta lite ljus över generationsteknik, teoriutforskning, materialtillverkningsutveckling, och stora applikationer av plasmoniska färger.