Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Cao Hongtao presso il Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS), ha sviluppato un nuovo metodo di crescita diretta di array di nanocavità orientati verticalmente per generare colori strutturali plasmonici, che presentano un'ampia gamma, migliore saturazione del colore, eccellente stabilità in condizioni ambientali e scalabilità per la produzione di massa. Lo studio è stato pubblicato su Materiali funzionali avanzati .

Come alternativa ecologica ai tradizionali pigmenti e coloranti, i colori plasmonici vantano un'elevata efficienza, stabilità a lungo termine, e natura non fotosbiancante. Perciò, svolgono un ruolo fondamentale nelle applicazioni emergenti, come display senza retroilluminazione, conversione solare, ecc. Tuttavia, la facile tecnica di fabbricazione di colori strutturali plasmonici su larga scala con elevata qualità di colorazione e libertà di controllo orientabile deve ancora essere migliorata.

I ricercatori del NIMTE hanno proposto il metodo di crescita diretta di matrici di nanocavità orientate verticalmente per creare colori strutturali plasmonici.

La struttura impilata migliorata è composta da un array di nanofili Ag embedded-SiO ₂ strato della particella elementare del metamateriale, un SiO . di spessore nanometrico ₂ spacco, e uno specchio di metallo. Inoltre, l'intera struttura impilata può essere preparata tramite magnetron sputtering, che è una semplice tecnica di deposizione scale-up. In particolare, la messa a punto su scala nanometrica delle dimensioni delle caratteristiche della struttura degli array di nanofili è stata ben accoppiata con i parametri di deposizione in modo controllabile e riproducibile.

In virtù dell'ulteriore introduzione dello strato di cermet Ag NP, è stato attivato un maggiore assorbimento di risonanza. Così la gamma di colori è stata ulteriormente estesa, anche compreso il colore nero, insieme alla saturazione del colore migliorata. In questo modo, la palette full color è stata realizzata in rosso, verde, blu (RGB) e ciano, magenta, giallo, spazio colore nero (CMYK).

Inoltre, sia su supporti rigidi che flessibili, colori strutturali uniformi e di grandi dimensioni hanno mostrato insensibilità agli angoli e stabilità della colorazione nell'aria ambiente.

Lo studio potrebbe far luce sulla tecnica di generazione, esplorazione della teoria, evoluzione della fabbricazione dei materiali, e applicazioni su vasta area di colori plasmonici.