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非晶硅光学跨越红外光谱领域

发布:WD114EVA    |    2021-02-22 22:34    阅读:2771
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非晶硅光学跨越红外光谱领域

POSTECH机械和化学工程系教授Junsuk Rho开发出一种透明的非晶硅,它能够传输可见光。研究人员使用这种硅能够有效地控制可见光谱范围内的光线,它是未来开发用于头戴式虚拟和增强现实的薄透镜的必要组成部分。这个团队通过改进等离子增强化学蒸气沉积(PECVD)方法开发出可见光透明的非晶硅,该方法被包括韩国的显示器制造商广泛使用。

Rho说:"这一发现,即一个光学元素能够控制所有的可见光,揭示了原子键合结构与可见光区域之间关系,而这种关系直到现在才引起人们的兴趣。"由于我们可以生产能够低成本控制所有颜色的光学器件,我们现在距离将虚拟和增强现实以及全息照相技术的商业化又近了一步。而这些技术之前仅在电影里出现过。由于光在通过具有较高折射率的材料时会折射更多,因此此类材料有利于虚拟和增强现实器件的设计。然而,大多数具有高折射指数的材料倾向于吸收光,这不利于在通过控制光来生成图像的器件中使用。光学材料具有低折射率的高传输率,或者相反,具有高折射率和低传输率,这限制了轻量级和高效光学器件的生产。为了克服这一困难,研究小组使用了PECVD方法,这是开发非晶硅的常用技术,并精确确定工艺参数对分子间键合的影响。

在这个过程中,团队成员通过在具有应变的硅原子键之间插入氢原子,他们成功地提高了硅原子之间的规律性。他们还确定了具有高折射率和高透射率非晶硅的原子结构。最后,研究人员证明,他们可以引导红光、绿光和蓝光朝着他们想要的方向前进,这是之前用传统硅无法控制的。凭借这些特性,该材料具有巨大的潜力用来生产出占传统镜片厚度千分之一的全息图器件或超薄镜片,而成本会大大降低。这项研究将硅的应用扩展到可见光谱中,之前它一直用于红外相机。

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