Les chercheurs ont signalé une nouvelle technologie améliorant la haute transparence du film polymère réfractif via un processus de dépôt en phase vapeur en une étape. Le film de polymère contenant du soufre (SCP) produit par l'équipe de recherche du professeur Sung Gap Im du département de génie chimique et biomoléculaire de KAIST a fait preuve d'une excellente stabilité environnementale et d'une excellente résistance chimique, ce qui est hautement souhaitable pour son application dans des applications de dispositifs optiques à long terme. L'indice de réfraction élevé dépassant 1,9 tout en étant entièrement transparent dans toute la plage visible contribuera à étendre les applications des dispositifs optoélectroniques.

L'indice de réfraction est un rapport de la vitesse de la lumière dans le vide à la vitesse de phase de la lumière dans un matériau, utilisé comme mesure de la courbure du chemin de la lumière lors du passage à travers un matériau. Avec la miniaturisation de diverses pièces optiques utilisées dans les appareils mobiles et l'imagerie, la demande a rapidement augmenté pour des matériaux transparents à indice de réfraction élevé qui induisent une réfraction plus importante de la lumière avec un film mince.

Comme les polymères ont des propriétés physiques exceptionnelles et peuvent être facilement transformés sous diverses formes, ils sont largement utilisés dans une variété d'applications telles que les verres de lunettes en plastique. Cependant, il y a eu très peu de polymères développés jusqu'à présent avec un indice de réfraction supérieur à 1,75, et les polymères existants à indice de réfraction élevé nécessitent des matériaux coûteux et des procédés de fabrication compliqués.

Par dessus tout, les technologies de base pour la production de ces matériaux ont été dominées par les entreprises japonaises, provoquant des défis de longue date pour les fabricants coréens. Assurer un approvisionnement stable de haute performance, matériaux à haut indice de réfraction est crucial pour la production de dispositifs optiques plus légers, plus abordable, et peut être librement manipulé.

L'équipe de recherche a fabriqué avec succès un tout nouveau matériau polymère à couche mince avec un indice de réfraction supérieur à 1,9 et une excellente transparence, en utilisant juste une réaction chimique en une seule étape. Le film SCP a montré une transparence optique exceptionnelle sur toute la région de la lumière visible, probablement en raison de la dispersion uniforme, chaînes polysulfures à segments courts, ce qui est une caractéristique distincte irréalisable dans les polymérisations avec du soufre fondu.

L'équipe s'est concentrée sur le fait que le soufre élémentaire est facilement sublimé pour produire un polymère à indice de réfraction élevé en polymérisant le soufre vaporisé avec une variété de substances. Cette méthode supprime la formation de chaînes S-S trop longues tout en obtenant une stabilité thermique exceptionnelle dans des concentrations de soufre élevées et en générant des polymères non cristallins transparents sur tout le spectre visible.

En raison des caractéristiques du procédé en phase vapeur, le film mince à indice de réfraction élevé peut être appliqué non seulement sur des plaquettes de silicium ou des substrats de verre, mais aussi sur une large gamme de surfaces texturées. Nous pensons que ce polymère à couche mince est le premier à avoir atteint un indice de réfraction ultra-élevé dépassant 1,9.

Le professeur Im a dit, "Ce film polymère haute performance peut être créé en une seule étape, ce qui est très avantageux dans la synthèse de SCP à haut indice de réfraction. Cela servira de matériau de plate-forme pour les futures applications de dispositifs optiques haut de gamme. »