研究人员提出了用于等离激元结构颜色生成的新方法

由中国科学院宁波材料技术与工程研究所(NIMTE)的曹洪涛教授领导的研究小组开发了一种新型的垂直取向纳米腔阵列直接生长方法,以产生等离激元结构色。具有广色域,改善的色彩饱和度,在环境条件下极佳的稳定性以及可量产的可扩展性。该研究发表在《先进功能材料》上。

作为传统颜料和染料的环保替代品,等离激元颜色具有高效,长期稳定性和非光漂白性。因此,它们在无背光显示器,太阳能转换等新兴应用中起着至关重要的作用。然而,仍需要改进具有高着色质量和可操纵控制自由度的大规模等离子结构颜色的简便制造技术。

NIMTE的研究人员提出了垂直取向纳米腔阵列的直接生长方法,以产生等离子体结构的颜色。

改进的堆叠结构由银纳米线阵列嵌入的SiO2超材料构建块层,纳米级的SiO2间隙和金属镜组成。另外,整个堆叠结构可以通过磁控溅射制备,这是一种易于放大的沉积技术。特别地,对纳米线阵列的结构特征尺寸的纳米级调谐以可控制和可再现的方式与沉积参数良好地耦合。

通过额外引入Ag NP金属陶瓷层,引发了更多的共振吸收。因此,色域被进一步扩展,甚至包括黑色,以及改进的色彩饱和度。这样,就可以在红色,绿色,蓝色(RGB)以及青色,品红色,黄色,黑色(CMYK)色彩空间中实现全彩色调色板。

此外,无论在刚性或柔性基底上,大面积且均匀的结构颜色在空气环境中均表现出对角度不敏感和着色稳定性。

该研究可能会为产生技术,理论探索,材料制造演变以及等离激元颜色的大面积应用提供一些启示。

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