Fig. 1 (a) Indice di rifrazione calcolato e (b) spettri del coefficiente di estinzione di Ge con quattro diverse porosità (Pr) (0%, 40%, 60% e 75%) in funzione della lunghezza d'onda. (c) Sinistra, vista schematica dei rivestimenti a film sottile proposti con diversi Pr (cioè 0%, 40%, 60% e 75%). Destra, strutture a film sottile rappresentate da colori calcolati con diverso Pr (cioè 0%, 40%, 60% e 75%) allo stesso spessore di 20 nm. (d) Spettri di riflettanza calcolati di rivestimenti ottici ultrasottili (Pr-Ge/Au) con diversi Pr. (e) Grafico di contorno della variazione di riflettanza per Pr-Ge/Au con quattro diversi Pr in funzione dello spessore del Ge (tGe), e di lunghezza d'onda. Le linee tratteggiate bianche in ciascun diagramma di contorno indicano variazioni nell'abbassamento di risonanza. (f ) Rappresentazioni cromatiche dalla riflettanza calcolata in (e). Credito:Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)
Il DGIST ha annunciato che il team di ricerca del professor Kyung-in Jang è riuscito a sviluppare una tecnologia in grado di controllare vari cambiamenti di colore rivestendo diversi nanometri di materiali semiconduttori su un substrato metallico attraverso una ricerca congiunta con un team di ricerca guidato dal professor Young-min Song del GIST.
Il gruppo di ricerca del professor Kyung-in Jang è riuscito a cambiare il colore unico di metalli come l'oro, d'argento, alluminio, ecc. con un forte effetto di interferenza del film sottile causato dalla luce riflessa sulla superficie dei metalli e dei materiali semiconduttori rivestendo uno strato ultrasottile di diversi nanometri (1 nanometro è un miliardesimo di metro) di sostanze semiconduttrici sui metalli .
Ci sono stati studi precedenti che mostrano che i cambiamenti di colore dipendono dallo spessore del film ultrasottile di materiali semiconduttori come il germanio rivestito su un substrato d'oro; però, ci sono state alcune difficoltà dovute al rapido cambio di colori e con le tecniche di scurimento del colore.
Il team di ricerca ha rivestito un sottile film di germanio da 5 a 25 nanometri su un substrato d'oro utilizzando la deposizione ad angolo obliquo (OAD). Di conseguenza, riuscirono a produrre vari colori come il giallo, arancia, blu, e porpora a piacere secondo lo spessore e l'angolo di deposizione del rivestimento di germanio.
È stato confermato che la gamma di espressione del colore si è ampliata e la purezza del colore è stata migliorata realizzando una struttura porosa con un gran numero di fori fini che hanno una presenza significativa nello strato di germanio. Applicando il metodo di deposizione dell'angolo obliquo, la variazione e la purezza dei colori sono state anche variate in base alla variazione di spessore del film di germanio in nanometri.
Figura 2. (a) Spettri di riflettanza misurati in ciascuno degli angoli di deposizione (DA) (cioè, 0°, 30°, 45° e 70°) con diversi spessori di Ge (cioè, 10 nanometri, 15 nm, 20nm e 25nm). (b) Valori cromatici nella coordinata CIE dalla riflettanza misurata come mostrato in (a). Valori cromatici per film ultrasottili con quattro diversi Pr (cioè, 0%, 40%, 60% e 75%) sono mostrati anche da linee tratteggiate per il confronto. (c) Immagini dei campioni fabbricati di diversi DA (cioè, 0°, 30°, 45° e 70°) con diversi spessori di Ge (cioè, 10 nanometri, 15 nm, 20 miglia nautiche, 25nm e 100nm). Sinistra, le figure in scala di grigi mostrano immagini al microscopio a scansione corrispondenti ai campioni con spessore di Ge di 200 nm per mostrare meglio la morfologia. Credito:Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)
Il professor Kyung-in Jang del DGIST ha affermato:"Il risultato di questa ricerca è lo sviluppo di un metodo semplice per applicare vari colori ai dispositivi elettronici esistenti e attualmente siamo riusciti a esprimere colori singoli, ma potremmo anche essere in grado di rivestire modelli come simboli e immagini. Nel futuro, Penso che possa essere utilizzato nel rivestimento di progetti visivi su dispositivi flessibili come celle solari, dispositivi indossabili, e display che vengono utilizzati per vari scopi, tra cui la costruzione di pareti esterne. Può anche essere applicato in mimetica rivestendo le cose con lo stesso motivo o colore degli oggetti circostanti".
Nel frattempo, questo risultato della ricerca è stato pubblicato il 9 dicembre, 2016 nell'edizione online di Nanoscala , una rivista accademica internazionale nel campo delle nanotecnologie, e la ricerca è stata supportata dal progetto di ricerca di base (ricerca collettiva) della National Research Foundation of Korea.
