Producerer technicolor gennem hjernelignende elektroniske enheder

Strukturel farvning lover at blive fremtidens skærmteknologi, da der ikke er nogen falmning - den bruger ikke farvestoffer - og muliggør skærme med lav effekt uden en stærk ekstern lyskilde. Imidlertid, Ulempen ved denne teknik er, at når først en enhed er lavet, det er umuligt at ændre dens egenskaber, så de reproducerbare farver forbliver faste. For nylig, et POSTECH-forskerhold har med succes opnået levende farver ved at bruge halvlederchips – ikke farvestoffer – fremstillet ved at efterligne den menneskelige hjernestruktur.

POSTECHs fælles forskerhold bestående af professor Junsuk Rho fra afdelingen for maskinteknik og kemiteknik, Inki Kim, en maskiningeniørstuderende i MS/Ph.D. integreret program, sammen med professor Yoonyoung Jung og masterstuderende Juyoung Yun fra Institut for Elektroteknik udviklet en teknologi, der frit kan ændre de strukturelle farver ved hjælp af IGZO (Indium-Galium-Zinc-Oxide), en type oxidhalvleder. IGZO er et materiale, der er meget udbredt, ikke kun i fleksible skærme, men også i neuromorfe elektroniske enheder. Dette er den første undersøgelse, der inkorporerer IGZO til nanoptik.

IGZO kan frit kontrollere ladningskoncentrationen i et lag gennem hydrogenplasmabehandlingsprocessen, derved kontrolleres brydningsindekset i alle områder af synligt lys. Ud over, nanoptiske simuleringer og eksperimenter har bekræftet, at ekstinktionskoefficienten for synligt lys er tæt på nul, dermed muliggør realiseringen af ​​et transmitterbart farvefilter i den gennemtrængelige form, der kan transmittere exceptionelt klare farver med ekstremt lavt lystab.

Den IGZO-baserede farvefilterteknologi udviklet af forskerholdet består af et 4-lags (Ag-IGZO-SiO ₂ -Ag) flerlags og kan transmittere levende farver ved hjælp af Fabry-Perot-resonansegenskaberne. Eksperimenter har bekræftet, at når ladningskoncentrationen af ​​IGZO-laget stiger, brydningsindekset falder, hvilket kan ændre resonansegenskaberne for lys, der selektivt transmitteres.

Denne designmetode kan ikke kun anvendes på farvefiltre til store skærme, men også til farvetryksteknik af mikro (11 ^-6 , milliontedel) eller nano (10 ^-9 , milliardtedel) størrelser.

For at bekræfte dette, forskerholdet demonstrerede en farveudskrivningsteknologi, der har en pixelstørrelse på en mikrometer (μm, en milliontedel af en meter).

Resultaterne viste, at farverne fra farvepixel på centimeter- eller mikrometerstørrelse kan justeres frit afhængigt af ladningskoncentrationen af ​​IGZO-laget. Det blev også bekræftet, at den strukturelle farve kan ændres mere pålideligt og hurtigere ved at ændre brydningsindekset via ladningskoncentration sammenlignet med andre konventionelle, alle faststof variable materialer som WO ₃ eller GdOx.

"Denne forskning er den allerførste anvendelse af IGZO til nanoptisk strukturel farvedisplayteknologi. IGZO er næste generations oxidhalvleder, der bruges i fleksible skærme og neuromorfe elektroniske enheder, " sagde professor Rho, der ledede forskningen. Han tilføjede, "Det forventes, at denne teknologi, som gør det muligt at filtrere det transmitterede lys ved at justere ladningskoncentrationen, kan anvendes til næste generations laveffekt reflekterende skærm og anti-manipulationsteknologier."