Teknik til fremstilling af mikrodråbelinser

Forskere er på udkig efter hurtige, pålidelige og overkommelige switches til fremtidens opto-elektronik. Et Empa-team præsenterer nu en potentiel løsning:farvestoffedråber, der kun måler få sub-mikrometer i diameter.

Forskere fra Empas laboratorium for funktionelle polymerer er på udkig efter væsker, der spredes så jævnt som muligt på en overflade til produktion af OLED'er. Imidlertid, den samme lab arbejder også på det modsatte:en væske, der formodes at bryde op i så mange dråber som muligt, når den påføres en overflade. Hver af disse dråber danner en mikrolenning, når den tørrer. Et helt felt af disse mikrolinser kan påvirke lysstråler på en bestemt måde, hvilket gør dem ekstremt interessante til optisk signalbehandling i computere og fiberoptiske netværk.

Billig at producere

”Vi drager fordel af, at dråberne organiserer sig, "siger Jakob Heier, hvem studerer de optiske egenskaber ved disse mikrolinser. "Dette har en stor økonomisk fordel:Vi har ikke brug for maskiner til at lave mikrolinserne; en sprøjtedyse gør tricket." I laboratoriet, imidlertid, farvestoffet er endnu ikke sprøjtet på; Heier og hans kolleger producerer mikrolinserne ved hjælp af spin-coating. Farvestoffet placeres i midten af ​​en drejeskive og spredes over hele området takket være centrifugalkraften.

Enhver, der gerne vil forstå præcis, hvordan disse felter af mikrolinser opfører sig i lyset, skal dykke dybt ned i matematik. Heier fortæller om Fourier-transformationer og Kramers-Kronig-forhold, som hjælper med at beskrive egenskaberne for tusindvis af dråber i en enkelt matematisk formel. "Matematikken bag det hele kan være 100 år gammel, men den indsigt, vi får, er op til minuttet. "

Komponenter fremstillet af cyaninfarvestof

Det lykkedes Heier og hans kolleger at demonstrere, at en hel række optiske switchelementer kan konstrueres af dråber cyaninfarvestof. Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Avancerede optiske materialer i februar 2017. Omskifterelementerne kan specifikt blokere eller slippe igennem visse bølgelængder. Heier bruger ændringen i farvestoffets brydningsindeks. Hvad gør det hele så spændende:ved at vælge forskellige farvestoffer og variere størrelsen på dråberne, switchens egenskaber kan skræddersys til den ønskede applikation.

For eksempel, fasegitter kan konstrueres ud fra disse mikrolinser - et populært værktøj inden for optoelektronik. Dette er i stand til at opdele lysstråler i individuelle frekvenser, uden at gå på kompromis med lysets intensitet. Derfor, signaltabet forbliver lavt, der kræves mindre lysenergi, og komponenterne bliver ikke så varme. "Med vores observationer og beregninger, vi har fysisk banet vejen for disse switches, "siger Heier." Nu er jeg spændt på at se, hvem der bruger denne knowhow til de første rigtige applikationer. "