Fig. 1 (a) Indice de réfraction calculé et (b) spectres de coefficient d'extinction de Ge avec quatre porosités différentes (Pr) (0%, 40%, 60% et 75%) en fonction de la longueur d'onde. (c) Gauche, vue schématique des revêtements en couche mince proposés avec différents Pr (c'est-à-dire 0%, 40%, 60% et 75%). Droit, structures à couche mince représentées par des couleurs calculées avec différents Pr (c'est-à-dire 0%, 40%, 60% et 75%) à la même épaisseur de 20 nm. (d) Spectres de réflectance calculés de revêtements optiques ultra-minces (Pr-Ge/Au) avec différents Pr. (e) Graphique de contour de la variation de réflectance pour Pr-Ge/Au avec quatre différents Pr en fonction de l'épaisseur de Ge (tGe), et de longueur d'onde. Les lignes pointillées blanches dans chaque tracé de contour indiquent les variations du creux de résonance. (f) Représentations des couleurs à partir de la réflectance calculée en (e). Crédit :Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)
DGIST a annoncé que l'équipe de recherche du professeur Kyung-in Jang a réussi à développer une technologie capable de contrôler divers changements de couleur en enduisant plusieurs nanomètres de matériaux semi-conducteurs sur un substrat métallique grâce à une recherche conjointe avec une équipe de recherche dirigée par le professeur Young-min Song du GIST.
L'équipe de recherche du professeur Kyung-in Jang a réussi à changer la couleur unique de métaux tels que l'or, argent, aluminium, etc. avec un fort effet d'interférence de couche mince causé par la lumière réfléchie sur la surface des métaux et des matériaux semi-conducteurs en revêtant une couche ultra-mince de plusieurs nanomètres (1 nanomètre correspond à un milliardième de mètre) de substances semi-conductrices sur les métaux .
Il y a eu des études précédentes qui montrent que les changements de couleur dépendent de l'épaisseur du film ultra-mince de matériaux semi-conducteurs tels que le germanium enduit sur un substrat d'or; cependant, il y a eu quelques difficultés dues au changement rapide des couleurs et aux techniques d'assombrissement des couleurs.
L'équipe de recherche a enduit un film mince de germanium de 5 à 25 nanomètres sur un substrat d'or en utilisant un dépôt à angle oblique (OAD). Par conséquent, ils ont réussi à produire diverses couleurs telles que le jaune, Orange, bleu, et violet à volonté selon l'épaisseur et l'angle de dépôt du revêtement de germanium.
Il a été confirmé que la gamme d'expression de la couleur s'est élargie et que la pureté de la couleur a été améliorée en créant une structure poreuse avec un grand nombre de trous fins qui ont une présence significative dans la couche de germanium. En appliquant la méthode de dépôt à angle oblique, la variation et la pureté des couleurs ont également été modifiées en fonction du changement d'épaisseur du film de germanium en nanomètres.
Figure 2. (a) Spectres de réflectance mesurés dans chacun des angles de dépôt (DA) (c'est-à-dire, 0°, 30°, 45° et 70°) avec différentes épaisseurs de Ge (c'est-à-dire, 10 nm, 15 nm, 20 nm et 25 nm). (b) Valeurs chromatiques dans la coordonnée CIE à partir de la réflectance mesurée comme indiqué en (a). Valeurs chromatiques pour les films ultra-minces avec quatre Pr différents (c'est-à-dire, 0%, 40%, 60% et 75%) sont également représentés par des tirets à des fins de comparaison. (c) Des images des échantillons fabriqués de différents DA (c'est-à-dire, 0°, 30°, 45° et 70°) avec différentes épaisseurs de Ge (c'est-à-dire, 10 nm, 15 nm, 20 nm, 25 nm et 100 nm). La gauche, les figures en niveaux de gris montrent des images de microscopie à balayage correspondant aux échantillons avec une épaisseur de Ge de 200 nm pour mieux montrer la morphologie. Crédit :Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)
Le professeur Kyung-in Jang de la DGIST a déclaré :"Le résultat de cette recherche est le développement d'une méthode simple d'application de différentes couleurs aux appareils électroniques existants et actuellement nous avons réussi à exprimer des couleurs uniques, mais nous pouvons également être en mesure de recouvrir des motifs tels que des symboles et des images. À l'avenir, Je pense qu'il peut être utilisé dans le revêtement de conceptions visuelles sur des dispositifs flexibles tels que des cellules solaires, appareils portables, et des affichages qui sont utilisés à diverses fins, y compris la construction de murs extérieurs. Il peut également être appliqué en camouflage en enduisant des objets du même motif ou de la même couleur que les objets environnants. »
Pendant ce temps, ce résultat de recherche a été publié le 9 décembre 2016 dans l'édition en ligne de Nanoéchelle , une revue académique internationale dans le domaine des nanotechnologies, et la recherche a été soutenue par le projet de recherche fondamentale (recherche collective) de la National Research Foundation of Korea.
