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

Naukowcy, pracujący nad innowacyjną technologią i systemami medycznymi w skali molekularnej, wciąż odkrywają jak wielką pomoc może nam zaoferować nanoświat oparty na biologii. W końcu żywe komórki są swego rodzaju „nano-maszynami”, działającymi dzięki skomplikowanej...
W celu zmierzenia się z problemem gromadzenia lodu na powierzchni samolotu, międzynarodowa grupa naukowców utworzyła projekt EU PHOBIC2ICE. W ramach niego badano zjawisko lodofobowości. Istotą badań jest opracowanie superhydrofobowego pokrycia aluminiowej powierzchni samolotu,...