複数色のナノコーティング
光学コーティング
科学および産業用光学機器の大部分は、ゴースト画像、後方反射、安全上の問題、または高価な機器の破壊を防ぐために薄層コーティングが施されています。しかし、薄膜コーティングを施すことにより、それらを使用する光学系に重要な特性を導入することができます。ほとんどすべての光学デバイスの重要なコンポーネントである従来の誘電体光学コーティングは、通常、透明な材料の層でできており、各層の厚さは少なくとも4分の1波長の光です。
ナノコーティング
ハーバード大学の研究者は、厚さが20nm未満の場合に色が変化する光学コーティングを作成しました。厚さを変更することにより、金属表面の色を必要なものにカスタマイズすることができます。
新しい超薄型光学コーティングは、ナノメートルの厚さで、半導体などのほぼ不透明で光を吸収する誘電体材料です。金サンプルの表面に7nmのゲルマニウム層を追加することにより、その色を金からピンクに変えることができます。さらに4nmの層を追加すると紫色になり、さらに4nmを追加するとコーティングが濃い青色になります。
現象
色は、光波が下の光吸収ゲルマニウムコーティングを通過して反射して戻るときに、光波の干渉によってそのように見えます。入射光と反射光の一部の波長は、建設的に互いに干渉して「ブースト」されますが、他の波長は破壊的に干渉して吸収されます。研究者によると、コーティング全体のわずか数原子の厚さの違いは、劇的な色の変化を生み出すのに十分です。フィルムの厚さを変更することにより、干渉条件が変更され、コーティングの色を変更するために、どの波長が反射され、どの波長が薄層に吸収されるかを制御できます。研究者たちはまた、ゲルマニウムコーティングを銀の表面に適用することも試みました。銀の表面は、特定の厚さやさまざまなパステルカラーで金色に見えます。コーティングプロセスは、標準的なリソグラフィーと物理蒸着技術を含む非常に単純です。
アプリケーション
この技術には、鮮やかな色を作り出すなどの潜在的な用途があります。色の変化現象は、色を完全にきれいなジュエリーにするために使用できます。また、他の多くの技術的に高度なデバイス、超薄型光検出器やフィルター、ディスプレイ、変調器、さらには太陽電池などの光吸収半導体層を採用したデバイスアプリケーションでも、この技術を利用できます。
ナノマテリアル