I ricercatori hanno segnalato una nuova tecnologia che migliora l'elevata trasparenza della pellicola polimerica rifrangente tramite un processo di deposizione da vapore in un'unica fase. Il film polimerico contenente zolfo (SCP) prodotto dal team di ricerca del professor Sung Gap Im presso il Dipartimento di ingegneria chimica e biomolecolare di KAIST ha mostrato un'eccellente stabilità ambientale e resistenza chimica, che è altamente desiderabile per la sua applicazione in applicazioni di dispositivi ottici a lungo termine. L'alto indice di rifrazione superiore a 1,9 pur essendo completamente trasparente nell'intera gamma visibile contribuirà ad espandere le applicazioni dei dispositivi optoelettronici.

L'indice di rifrazione è un rapporto tra la velocità della luce nel vuoto e la velocità di fase della luce in un materiale, usato come misura di quanto il percorso della luce è piegato quando passa attraverso un materiale. Con la miniaturizzazione di varie parti ottiche utilizzate nei dispositivi mobili e nell'imaging, la domanda è in rapida crescita per materiali trasparenti ad alto indice di rifrazione che inducono una maggiore rifrazione della luce con un film sottile.

Poiché i polimeri hanno proprietà fisiche eccezionali e possono essere facilmente lavorati in varie forme, sono ampiamente utilizzati in una varietà di applicazioni come le lenti per occhiali in plastica. Però, finora sono stati sviluppati pochissimi polimeri con un indice di rifrazione superiore a 1,75, e i polimeri esistenti ad alto indice di rifrazione richiedono materiali costosi e processi di produzione complicati.

Soprattutto, le tecnologie di base per la produzione di tali materiali sono state dominate da società giapponesi, causando sfide di lunga data per i produttori coreani. Garantire una fornitura stabile di alte prestazioni, materiali ad alto indice di rifrazione è fondamentale per la produzione di dispositivi ottici più leggeri, più accessibile, e può essere liberamente manipolato.

Il team di ricerca ha prodotto con successo un nuovo materiale a film sottile polimerico con un indice di rifrazione superiore a 1,9 e un'eccellente trasparenza, usando solo una reazione chimica in un solo passaggio. Il film SCP ha mostrato un'eccezionale trasparenza ottica su tutta la regione della luce visibile, presumibilmente a causa della dispersione uniforme, catene di polisolfuri a segmento corto, che è una caratteristica distinta irraggiungibile nelle polimerizzazioni con zolfo fuso.

Il team si è concentrato sul fatto che lo zolfo elementare è facilmente sublimato per produrre un polimero ad alto indice di rifrazione polimerizzando lo zolfo vaporizzato con una varietà di sostanze. Questo metodo sopprime la formazione di catene S-S eccessivamente lunghe, ottenendo un'eccezionale stabilità termica in alte concentrazioni di zolfo e generando polimeri non cristallini trasparenti attraverso l'intero spettro visibile.

A causa delle caratteristiche del processo in fase vapore, il film sottile ad alto indice di rifrazione può essere rivestito non solo su wafer di silicio o substrati di vetro, ma anche su una vasta gamma di superfici strutturate. Riteniamo che questo polimero a film sottile sia il primo ad aver raggiunto un indice di rifrazione ultraelevato superiore a 1,9.

Il professor Im ha detto, "Questo film polimerico ad alte prestazioni può essere creato in un semplice passaggio, che è molto vantaggioso nella sintesi di SCP ad alto indice di rifrazione. Questo servirà come materiale di piattaforma per future applicazioni di dispositivi ottici di fascia alta".