پژوهشگران دانشگاه لیهای موفق شدند با الگودهی نانومقیاس لایه نازک نقره فیلترهای رنگی با کارایی بالا تولید کنند. این فیلترها قدرت سیگنال بالاتری داشته و به شکل ساده‌تری تولید می‌شوند.
تولید فیلترهای رنگی با نانوالگودهی لایه نازک نقره
تلویزیون‌ها و نمایشگرها مختلف از فیلتر برای نشان دادن رنگ‌های مختلف استفاده می‌کنند. فیلترهای رنگی رایج معمولا از رنگ‌های آلی ساخته می‌شوند اما این فیلترها در اثر تابش پرتو فرابنفش یا گرم شدن دچار آسیب می‌شوند. این فیلترها فرآیند ساخت نمایشگرها و دوربین‌ها را دشوار و پرهزینه می‌کنند.
بیبی ژن و همکارانش فیلترهای رنگی پلاسمونیکی (PCFs) طراحی کرده‌اند که دارای حفره‌هایی زیر ۱۰۰ نانومتر است. شکل این نانوحفره‌ها و نوع الگودهی آنها می‌تواند رنگ تولید شده را کنترل کند. ژن می‌گوید PCFsها دارای مزایایی متعددی هستند. برای مثال تولید آنها بسیار ساده بوده و همچنین پایداری بالایی دارند به طوری که در اثر گرما، رطوبت یا تابش فرابنفش دچار آسیب‌دیدگی نمی‌شوند.
البته در حال حاضر PCFsها مشکلاتی نیز دارند برای مثال کارایی آنها بسیار پایین است. این گروه تحقیقاتی PCFsهایی با کارایی بالا تولید کردند که امکان عبور ۶۰ تا ۷۰ درصد نور از آنها وجود دارد در حالی که PCFsهای قبلی تنها ۳۰ درصد امکان عبور نور داشتند. نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان Ultrathin Nanostructured Metals for Highly Transmissive Plasmonic Subtractive Color Filters در نشریه Scientific Reports به چاپ رسیده است.
ژن می‌گوید فیلترهای رنگی کاهنده (SCFs) معمولا در حسگرهای تصویری استفاده می‌شود. این فیلترها نسبت به فیلترهای رنگی افزاینده (ACFs) دارای مزایایی هستند برای مثال قدرت سیگنال آنها قوی‌تر بوده و نور بیشتری را از خود عبور می‌دهند، اما هنوز محققان نتوانسته‌اند که SCFs با عملکرد بالا تولید کنند.
این گروه تحقیقاتی موفق شدند کارایی SCFs را افزایش دهند، آنها ابتدا با شبیه‌سازی این فیلترها را طراحی کرده و سپس آنها را با لیتوگرافی پرتو یونی ساختند.
گروه تحقیقاتی ژن از یک لایه فیلم نازک نقره به ضخامت ۳۰ نانومتر برای تولید SCFs استفاده کردند که کارایی ۷۰ درصدی دارد. پژوهشگران لایه نازک نقره را با اچ کردن الگودهی کرده و نانوساختارهای یک بعدی روی آن ایجاد کردند. این الگوها موجب بروز خواص فیزیکی و نوری ویژه‌ای در لایه نقره می‌شود که موجب افزایش قابل توجه نور عبوری می‌شود. نازک بودن فیلتر موجب جفت شدن رزونانس الکترومغناطیس لایه بالایی و پایینی نقره می‌شود چیزی که در لایه‌های ضخیم‌تر دیده نمی‌شود. در فقدان این رزونانس مقدار عبور نور به شدت کاهش می‌یابد.
