單一材料卻可自由發色的奈米構造

 

刊登日期:2017/6/1
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理化學研究所的研發團隊開發出「Meta-material Color」,該材料雖為單一材料,卻具備所有可見光領域的發色能力。若將光線打在貼有鋁箔膜、厚度200nm奈米構造體上,只會反射特定波長,其他波長則會被吸收。透過改變奈米構造體的縱橫大小、或是相鄰的奈米構造之間隔,可自由作出紅色到紫色之間的高度發色。該材料可望應用於高解析度顯示器或是色彩薄膜等的色材材料方面。

發光基礎的奈米構造體,是在矽基板上以PMMA作為光阻材(Resist),以旋轉塗布(Spin Coat)的方式均勻塗布出150nm的厚度。之後,以電子射束(Eletron Beam)描繪構成奈米構造體的四角形(Patch)的圖樣(Pattern)。最後則是以真空蒸鍍法,使之附著上厚度45nm的鋁薄膜。

奈米構造體的大小約為260~420nm左右,奈米構造體之間的間隔約為100~180nm。如上所述是可透過手法呈現多種發色,本次則是以黑色驗證。原理上因為是利用反射光來達成基板表面的發色,雖然光線無法穿透過鋁材料,但PMMA層的側面並未被鋁覆蓋,側面還是可讓光穿透的。基板若改成具透光性的材料的話,背面亦可能實現發光性能。亦或,基板換成可撓式材料時,則可透過印刷技術,達到便宜量產的目的。此成果亦已發表於英國的線上科學雜誌「Scientific Reports」。

資料來源:化學公業日報 / 材料世界網編譯
官方資料:http://www.riken.jp/pr/press/2017/20170426_1/


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