由浦项科技大学主办 学分:浦项科技大学 POSTECH的一个研究小组开发了一种透明的无定形硅，它可以透射可见光——这使我们能够区分物体的颜色——从而开发出可用于头盔显示器(HMD)的纸薄透镜，可以实时显示虚拟和增强现实图像
一个研究小组——由POSTECH的机械工程和化学工程系的朱苏克·罗教授领导
D
候选人杨永焕和博士
机械工程系的尹光浩通过改进等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法开发了可见透明的非晶硅，这是韩国显示器制造商广泛使用的一种做法
研究人员还成功地使用新开发的硅有效地控制了可见光区的光
这项研究最近发表在最受尊敬的国际材料科学杂志《高级材料》上
由于光线随着折射率的增加而弯曲，因此高折射率材料在设计虚拟现实和增强现实设备时至关重要
然而，大多数高折射材料倾向于吸收光，当用于通过控制光产生图像的设备(如超薄透镜或全息图)时，它们的性能会下降
迄今为止呈现的光学材料具有高透射率和低折射率，或者相反，高折射率和低透射率，从而限制了轻质和高效光学器件的生产
低的示范？损失硅亚表面平台
a)由氢化非晶硅组成的矩形柱的晶胞结构(a？硅:氢)在玻璃衬底上
转换效率η可以用透射光的强度比来定义对吗？左手入射圆偏振光(RCP)？手动圆偏振光
η通过改变周期p、高度h、长度l和宽度w来计算
最大η变化根据总磷
蓝色矩形、绿色圆形和红色三角形分别代表波长为450、532和635纳米的测量数据
优化几何结构的计算η用？硅:在温度= 200℃，压强= 25毫托，WRF = 800瓦，γ = 7时沉积的氢
五
蓝色、绿色和红色圆圈分别与波长为450、532和635纳米的最佳η相关
消光系数(k)的值和最大η之间的关系
黑色矩形是在不同沉积条件下，在450、532和635纳米波长下测得的计算最大η
实线显示拟合曲线为(k2 + Ak + B)-1，其中A = 7
04，而B =？八
49拟合优度= 0
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几何元曲面示意图
在垂直入射的情况下，透射的RCP光的传播方向偏离垂直方向一个偏转角θ
f)所制造的亚表面的扫描电镜图像被优化为:i) λ = 450纳米，ii) λ = 532纳米，以及iii) λ = 635纳米
g)倾斜的扫描电子显微镜图像显示了针对i) λ = 450纳米，ii) λ = 532纳米和iii) λ = 635纳米优化的亚表面的制造步骤中的缺陷
h)不同入射波长λ的透射光在屏幕上的捕获图像
中间和右边的亮点是零？命令波束和传输交叉？偏振光束
左侧的黑斑是由于圆偏振态不完美造成的
i) λ = 450纳米，ii) λ = 532纳米，iii) λ = 635纳米
信用:Junsuk Rho (POSTECH)，Wiley 为此，研究小组利用等离子体化学气相沉积法，一种开发非晶硅的常用技术
当使用等离子体化学气相沉积法沉积硅时，研究小组探索了工艺的每个参数，如温度、压力、等离子体功率和氢比，并发现了每个变量对分子间键的影响
此外，该团队发现了一种通过在应变硅原子键之间插入氢原子来增加硅原子之间的规则性的方法，并且通过这种方法，具有高折射率和显著透射率的非晶硅的原子结构被识别
此外，研究人员成功地将红色、绿色和蓝色的光导向所需的方向，这是传统硅无法控制的
透明非晶硅的优点是以很小的成本生产出厚度只有传统透镜千分之一的全息器件或超薄透镜
硅的适用性也得到扩展，因为仅用于热红外照相机的非晶硅现在可以用作可见光区的光学器件
“一种能够控制所有可见光的光学元件的发现揭示了原子成键结构和可见光区之间关系的线索，这一点直到现在才引起人们的兴趣，”领导这项研究的相应作者朱苏克·罗教授解释说
“由于我们能够以低成本生产出可以控制所有颜色的光学设备，我们现在离商业化虚拟现实、增强现实和只在电影中出现的全息技术又近了一步
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