Aktualności

Grafen w elektrooptyce – nowa odsłona

Poszerzająca się stale gama zastosowań grafenu nie przestaje zaskakiwać. Ich unikalność wynika między innymi z doskonałych właściwości optycznych i elektronicznych. Przez to stały się niedawno – bo w 2017 roku – podmiotem badań naukowców z uniwersytetu Kent State oraz Ohio w USA. W obszarze rozwoju szeroko pojętych technologii, grafen nieprzerwanie cieszy się zainteresowaniem badaczy. Niniejsze uniwersytety wykorzystują go jako przezroczyste elektrody konduktywne w ciekłokrystalicznych elektrooptycznych urządzeniach. 

Wspomniani badacze z Kent State zademonstrowali metodę elektrooptycznych łączników elektrycznych. Zrobili to używając wzorcowanego fotolitograficznie grafenu i włączeniu go we wzorzec elektrody o wysokiej gęstości do zastosowań w technologii IPS (używana w LCD do ograniczenia pogorszenia obrazu przy zmianie kąta oglądania) używanej w ciekłokrystalicznych urządzeniach. Wśród wspomnianych wielu właściwościach grafenu nie sposób nie wspomnieć o wysokiej przewodności, transmitancji optycznej i wysokiej giętkości mechanicznej. Dzięki temu możliwe jest ulepszenie całej konstrukcji materiału.

Natomiast w Ohio odkryto proces dzięki, któremu można wyprodukować wysokiej jakości wzorce elektrod wtrąceniowych pasujących do nowoczesnego IPS w LCD. W tym celu badacze użyli fotodopasowania ciekłych kryształów: metody maksymalizacji kontrastu optycznego tła prototypowego urządzenia. Badacze wyhodowali więc grafen dzięki CVD i pokryli go rotacyjnie warstwą polimetakrylanu metylu. Następnie wytrawiono i przeniesiono warstwy grafenowo-PMMA na kwarcowy substrat. Później rozpuszczono warstwę PMMA, aby odłączyła się od grafenu na którą  napylono, przez napylenie magnetronowe, warstwę ITO (tlenek cyny i indu), tworząc dzięki temu  elektrodę ITO. Substraty grafen-ITO zostały wysuszone i poddane kombinacji mokrej i suchej litografii o dodatniej fotorezystancji. Bazujące na grafenie substraty  dodatkowo pokryto warstwą fotorezystywnych roztworów i wystawiono na działanie światła UV przy użyciu fotolitograficznych masek. Fotorezystywnie otwarte obszary substratu zostały poddane działaniu kwasu i trawieniu plazmą powietrza (Oxford 80+). Substraty następnie pokryto otoczką z komercjalnego fotozgodnego materiału LIA-01 (firmy DIC Corporation) i wysuszono.

Urządzenia IPS zostały poddane działaniu spolaryzowanego światła UV w celu stworzenia jednokierunkowego wyrównania planarnego dla molekuł w ciekłym krysztale na każdej z warstw ITO i grafenu. Grubości warstw zostały potwierdzone przy użyciu mikroskopii sił atomowych (AFM). W porównaniu z referencyjnymi prototypami ITO dla IPS (bez grafenu) przy identycznym projekcie, prototypowe urządzenie stworzone przez Badaczy z Ihio wykazuje lepszą transmitancję optyczną, odpowiadające elektro-optyczne osiągi, taką samą odpowiedź woltarzową i czas w jakim odpowiedź zaszła. Bezkontaktowe i niskotemperaturowe metody fotodopasowania pozwoliły badaczom na wytworzenie metody obróbki na tyle delikatnej, że umożliwia naniesienie warstwy gra fenowej na strukturę elektrody IPS. Urządzenie „ grafenowy, monopixelowy, laboratoryjny Prototyp IPS LCD” zademonstrował optoelektroniczne osiągi, które mają potencjał zostać wykorzystane w zastosowaniach na skalę przemysłową, głównie w obszarze elektrooptycznych urządzeń ciekłokrystalicznych (ze złożonym i wysokiej jakości wzorcowaniem elektrodowym)

Źródło tekstowe: https://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=4633

Źródło grafiki: https://www.freeimages.com/

Redaktor: Jagoda M. Wierzbicka

Podobne artykuły

Heriot-Watt University poprowadzi wielomilionowy, globalny projekt, który oceni ryzyko związane z nanomateriałami i opracuje podejście minimalizujące potencjalne szkody, jakie mogą one stwarzać dla ludzi lub środowiska. Zespół ze Szkoły Inżynierii i Nauk Fizycznych będzie...
Single wall carbon nanotubes are on the fast track to displacing carbon black, multi wall carbon nanotubes, carbon fibers and other conventional additives from their dominant position in the additives...