Bevæg dig over tunge beskyttelsesbriller, her kommer de ultrahøje brydningsindekslinser

Et POSTECH-forskerhold har udviklet et gennemsigtigt amorft silicium, der transmitterer synligt lys-hvilket gør det muligt for os at skelne mellem objekternes farver-hvilket muliggør udvikling af papirtynde linser, der kan bruges i hovedmonterede displays (HMD), der viser virtuelle og augmented reality-billeder i realtid.

Et forskerhold - ledet af professor Junsuk Rho fra POSTECHs maskintekniske og kemiske ingeniørafdelinger, og ph.d. kandidat Younghwan Yang og Dr. Gwanho Yoon fra Institut for Maskinteknik - har udviklet synligt transparent amorft silicium ved at forbedre metoden til forbedring af plasma -kemisk dampaflejring (PECVD), en praksis, der er meget udbredt af koreanske displayproducenter. Det lykkedes forskerne også effektivt at kontrollere lyset i det synlige område ved hjælp af det nyudviklede silicium. Denne undersøgelse blev for nylig offentliggjort i Avancerede materialer, det mest respekterede internationale tidsskrift om materialevidenskab.

Da lys bøjer mere med højere brydningsindeks, et materiale med højt brydningsindeks er afgørende for design af enheder til virtuel og augmented reality. Imidlertid, de fleste meget brydende materialer har en tendens til at absorbere lys, og når de bruges i en enhed, der producerer et billede ved at styre lyset-f.eks. en ultratynd linse eller et hologram-forringes deres ydeevne. De hidtil præsenterede optiske materialer har høj transmittans med lavt brydningsindeks, eller, omvendt, højt brydningsindeks og lav transmittans, derved begrænser produktionen af ​​lette og meget effektive optiske enheder.

Til dette, forskergruppen anvendte PECVD -metoden, en almindelig teknik til at udvikle det amorfe silicium. Mens silicium deponeres ved hjælp af PECVD -metoden, teamet undersøgte hver parameter i processen, såsom temperatur, tryk, plasmakraft, og brintforhold, og afdækkede virkningen af ​​hver variabel på de intermolekylære bindinger.

I øvrigt, teamet opdagede en metode til at øge regelmæssigheden mellem siliciumatomer ved at indsætte hydrogenatomer mellem belastede siliciumatombindinger, og igennem dette, atomstrukturen af ​​amorft silicium, der har et højt brydningsindeks og signifikant transmittans blev identificeret. Ud over, det lykkedes forskerne at styre rødt, grøn, og blå lys i den ønskede retning, som ikke kunne kontrolleres med det konventionelle silicium før.

Gennemsigtigt amorft silicium har fordelen ved at producere hologram-enheder eller ultratynde linser, der er en tusindedel af tykkelsen af ​​konventionelle linser til en brøkdel af prisen. Anvendelsen af ​​silicium er også blevet udvidet ved at det amorfe silicium, som kun er blevet brugt i termiske infrarøde kameraer, kan nu bruges som en optisk enhed i området synligt lys.

"Opdagelsen af ​​et optisk element, der er i stand til at kontrollere alt synligt lys, har afsløret spor om forholdet mellem atombindingstrukturen og det synlige lysområde, som ikke har været interessant før nu, "forklarede professor Junsuk Rho, den tilsvarende forfatter, der ledede undersøgelsen. "Da vi kan producere optiske enheder, der kan styre alle farver til lave omkostninger, vi er nu et skridt tættere på at kommercialisere virtuel og augmented reality og hologramteknologier, der kun ses i film. "