Образ невесты Подготовка к свадьбе Организация свадьбы Развлечения на свадьбе Поздравления и тосты на свадьбу Свадебные приметы, горосокопы и гадания

Окрашивание тонких пленок в различные цвета обусловлено явлением


Тест с ответами: "Дифракция" | Образовательный портал

1. Явление, которое проявляет себя как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн:
а) дифракция +
б) дисперсия
в) интерференция

2. Окрашивание тонких плёнок в различные цвета обусловлено явлением:
а) дифракция света
б) интерференция и дифракция +
в) дисперсия

3. Монохроматическая волна – это волна:
а) волна, имеющая белый цвет
б) волна большой амплитуды
в) имеет определённую частоту +

4. Когерентные волны:
а) волны с одинаковой частотой +
б) поляризованные волны
в) волны разных амплитуд

5. Изменится ли частота и длина волны света при переходе его из вакуума в воду:
а) длина волны увеличивается, а частота уменьшается
б) длина волны увеличивается, а частота не изменяется
в) длина волны уменьшается, а частота увеличивается +

6. Дифракция света – это:
а) разложение белого цвета в спектр
б) огибание волной препятствий +
в) сложение волн в пространстве

7. Одним из доказательств того, что электромагнитные волны поперечные, является существование у них свойств:
а) отражение
б) преломление
в) поляризация +

8. Дифракция неразрывно связана с явлением:
а) интерференции +
б) дисперсии
в) интервенции

9. На дифракционную решетку с периодом d = 0,2 мм перпендикулярно падает свет длиной волны λ = 600 нм. Определите, на каком расстоянии Δх друг от друга будут располагаться максимумы дифракционной картины нулевого и первого порядков на экране, расположенном на расстоянии L = 0,6 м от решетки:
а) 1 мм
б) 2,5 мм
в) 1,5 мм +

10. Определите наибольший порядок спектра для желтой линии натрия (λ = 589 нм), если постоянная дифракционной решетки d = 2 мкм.:
а) 6
б) 3 +
в) 1

11. Лучи от двух лазеров, свет которых соответствует длинам волн λ и 1,5λ, поочередно направляются перпендикулярно дифракционной решетке. Расстояние между нулевым и первым дифракционным максимумами на удаленном экране:
а) во втором случае в 1,5 раза больше +
б) в первом случае в 1,5 раза больше
в) в обоих случаях одинаково

12. Луч лазера направляется перпендикулярно плоскости дифракционной решетки. Расстояние между нулевым и первым дифракционными максимумами на удаленном экране равно 10 см. Оцените расстояние между нулевым и вторым дифракционными максимумами:
а) 25 см
б) 20 см +
в) 10 см

13. Период дифракционной решетки равен d = 2,5 мкм. Сколько максимумов будет содержать спектр, образующийся при падении на дифракционную решетку плоской волны длиной λ = 400 нм:
а) 13 +
б) 7
в) 1,3

14. Дифракционная решетка имеет 50 штрихов на 1 мм длины. Под каким углом виден максимум второго порядка света с длиной волны 400 нм:
а) arcsin 4
б) arcsin 0,4
в) arcsin 0,04

15. Длина волны для линии в дифракционном спектре третьего порядка, совпадающей с линией спектра четвертого порядка для длины волны 510 нм, равна:
а) 680 нм +
б) 382 нм
в) 860 нм

16. Если постоянная дифракционной решетки d = 0,2 мкм, то для нормально падающего на решетку белого света 400 нм ≤ λ ≤ 750 нм наибольший полностью наблюдаемый порядок спектра равен:
а) 5
б) 4 +
в) 2

17. Как изменится дифракционная картина, если часть дифракционной решетки закрыть:
а) увеличится яркость дифракционной картины
б) останется прежней
в) уменьшится яркость дифракционной картины +

18. На дифракционную решетку, период которой 2 мкм, нормально падает свет с длиной волны 500 нм. Определите, под каким углом наблюдается второй максимум интенсивности:
а) 45°
б) 30° +
в) 20°

19. В центральной части спектра, полученного при освещении дифракционной решетки белым светом, всегда наблюдается:
а) синяя полоса
б) красная полоса
в) белая полоса +

20. Определите постоянную дифракционной решетки, если на нее нанесено 12500 штрихов. Длина решетки 2,5 см:
а) 0,2 мкм
б) 2 мкм +
в) 0,02 мкм

21. Дифракционная решетка имеет 200 штрихов на 1 мм. На решетку нормально падает монохроматический свет с длиной волны λ = 600 нм. Каков наибольший порядок максимума этой решетки:
а) 8 +
б) 9
в) 6

22. На дифракционную решетку нормально падает монохроматический свет. На экране, установленном за дифракционной решеткой параллельно ей, наблюдается семь максимумов интенсивности света. Определите наибольший порядок дифракции, наблюдаемый при данных условиях:
а) 4
б) 3 +
в) 2

23. На дифракционную решетку нормально падает параллельный пучок монохроматического света. Разность хода волн, идущих от соседних щелей, при угле наблюдения 30° равна 500 нм. Определите период этой решетки:
а) 5 мкм
б) 3 мкм
в) 1 мкм +

24. Лазерный луч красного цвета падает перпендикулярно на дифракционную решетку, имеющую 50 штрихов на 1 мм. На экране наблюдается серия пятен красного цвета. Какие изменения произойдут на экране при замене этой решетки на решетку со 100 штрихами на 1 мм:
а) пятно в центре экрана не сместится, остальные придвинутся к нему
б) пятно в центре экрана не сместится, остальные раздвинутся от него +
в) картина не изменится

25. Сколько зон Френеля укладывается в круглом отверстии диаметром d = 4 мм, если на него падает нормально параллельный пучок лучей (λ = 0,5 мкм). Точка наблюдения находится на оси отверстия на расстоянии R = 1 м от него:
а) 18
б) 4
в) 8 +

26. Законы геометрической оптики не применяются для размеров, намного меньших длины световой волны, так ли это:
а) в некоторых случаях
б) да +
в) нет

27. Дифракционная решетка представляет собой пленку с нанесенными:
а) штрихами +
б) кругами
в) треугольниками

28. Дифракция – способность волн заходить в область такой тени:
а) цветной
б) физической
в) геометрической +

29. Чем больше длина волны света, тем меньше расстояние от центрального до данного максимума, так ли это:
а) нет +
б) в некоторых случаях
в) да

30. Спектры, получаемые с помощью призмы и дифракционной решетки, не отличаются так ли это:
а) в некоторых случаях
б) нет +
в) да

Вступительная глава: Важность науки о тонких пленках в технологическом масштабе

1. Краткое свидетельство науки о тонких пленках

Еще с допотопных времен термин «технология тонкопленочных покрытий» стал более привлекательным для человечества. Более 2000 лет назад ювелиры и мастера по серебру разработали множество методов, включая использование ртути в качестве клея, для нанесения поверх тонких металлических пленок на скульптуры и другие предметы. Древние процессы на основе ртути, такие как огневое золочение и серебрение, использовались для поверхностного покрытия менее ценных подложек, имеющих тонкие слои из золота или серебра.Они разработали технологию тонкопленочного покрытия, которая не имеет себе равных в сегодняшнем процессе производства DVD-дисков, электронных устройств, солнечных батарей и других соответствующих продуктов, и использовали ее на статуях, амулетах, драгоценных камнях и других предметах.

Что касается технологического аспекта, этим мастерам более 2000 лет назад удалось получить ценные металлические покрытия как можно более тонкими и прочными, что не только позволило сохранить роскошные металлы, но и повысило устойчивость к износу, который может возникнуть в результате длительного использования и циркуляции.В древние времена мастера методично организовывали эти металлы для создания функциональных, а также декоративных художественных объектов, не имея каких-либо фундаментальных знаний о физико-химических процессах. В древние времена методы на основе ртути обманным путем использовались для создания таких предметов, как монеты и драгоценности, которые выглядели так, как будто они были сделаны из золота или серебра, но на самом деле имели менее драгоценное ядро. Инго и др. [1, 2] предлагали применять современные аналитические методы для раскрытия художественных тайн древних.С помощью методов анализа поверхности, например, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии выбранных областей и сканирующей электронной микроскопии в сочетании с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией на объектах Темных веков, таких как алтарь Святого Амброджо из 825 года нашей эры, они заявили, что их открытия подтверждают: высокий уровень мастерства, достигнутый мастерами и художниками этих первобытных периодов, которые создавали предметы с творческими качествами, которые нельзя было улучшить в древние времена и которые еще не были технологически развиты в современные ».

Широкое распространение получили исследования тонких пленок во многих новых передовых областях исследований в сочетании химических, физических и механических наук, которые основываются на чудесах с уникальными характеристиками толщины, структуры, геометрии пленки и т. Д. [3]. Принимая во внимание, что тонкопленочный материал содержит две поверхности, которые настолько близки друг к другу, что они могут иметь решающее влияние на внутренние физические свойства и методы вещества, которые, следовательно, будут отличаться отражающим образом от поверхности сыпучий материал.Новое явление возникает из-за уменьшения расстояния между поверхностями и их взаимного взаимодействия. На этом этапе одномерная структура материала сокращается до порядка многочисленных атомных слоев, которые создают промежуточную схему, зажатую между макромолекулярными системами, таким образом, она предлагает нам метод изучения микрофизической природы различных явлений. Тонкие пленки идеально подходят для приложений в области микроэлектроники, оптоэлектроники, интегрированной оптики и т. Д.Тем не менее, физические свойства пленок, такие как удельное электрическое сопротивление, не сильно отличаются от характеристик объемного материала. Толщина составляет от нескольких десятых нанометра до нескольких микрометров.

Несмотря на то, что эрудиция тонкопленочных вундеркиндов восходит к эпохе, на самом деле только в течение последних четырех десятилетий они эффективно использовались в значительной степени в практических ситуациях. Использование тонких и толстых пленок является практически полным условием микроминиатюризации.Развитие компьютерных технологий привело бы к необходимости создания систем хранения данных с очень высокой плотностью записи, и именно это вызвало большой энтузиазм в исследованиях оптоэлектроники, магнитных и оптических свойств тонких пленок. Было развито множество тонкопленочных устройств, которые могли найти себе применение или, возможно, занять более заметное место на рынке.

Широкий спектр тонкопленочных материалов, методы их изготовления, обработка осаждения, спектроскопия и оптическая характеристика позволят исследовать, которые используются для создания многих новых устройств.Осаждение тонких пленок обычно делят на две большие категории [3, 4].

Широко распространенные методы тонких пленок кратко описаны в блок-схеме на Рисунке 1 [5, 53]. Пленки часто способны давать пленки около 1 мкм или меньше, а толстые пленки, естественно, находятся в диапазоне 1–20 мкм, диапазон удельного сопротивления составляет от 10 Ом / квадрат до 10 МОм / квадрат, существуют значительные возможности для создания многослойных -Слойные конструкции. Хотя существуют определенные методы, которые используются только для производства толстых пленок, и они могут включать трафаретную печать, электрофоретическое осаждение, напыление пламенем, глазирование и окраску.

Рис. 1.

Блок-схема иллюстрирует широко распространенные методы физического и химического осаждения тонких пленок.

Физическое и химическое осаждение - это два метода, которые используются для создания очень тонкого слоя материала на подложке. Они широко используются в производстве полупроводников, где очень тонкие слои материалов p-типа и n-типа могут создавать необходимые переходы. Физическое осаждение относится к широко распространенному диапазону технологий, в которых материал высвобождается из источника и наносится на подложку с использованием механических, электромеханических или термодинамических процессов.Двумя наиболее общими методами физического осаждения из паровой фазы (PVD) являются испарение и распыление. Химическое осаждение указывается как когда летучий жидкий предшественник производит химическое изменение на поверхности, оставляя химически осажденное покрытие. Когда кто-то пытается классифицировать осаждение пленок химическими методами, можно обнаружить, что их можно разделить на два класса. Первый класс связан с химическим формированием пленки из среды, и к типичным методам относятся химическое восстановление, гальваника и осаждение из паровой фазы.Второй класс - это формирование соответствующей пленки из элементов-предшественников, например йодирование, газовое йодирование, имплантация ионным распылением, термическое выращивание, CVD, MOCVD и вакуумное испарение, которое в настоящее время используется для производства твердых материалов высочайшей чистоты с надежными характеристиками в полупроводниковой промышленности.

Взаимосвязь между структурой и свойствами тонких пленок является характеристикой таких устройств и составляет основу технологий тонких пленок. Например, при PVD (физическом осаждении из паровой фазы) чистый исходный материал газифицируется путем испарения, применения электричества большой мощности, лазерной абляции и других немногих методов.Газифицированный материал затем конденсируется на материале подложки с образованием желаемого слоя. Однако при химическом осаждении из паровой фазы химические реакции могут зависеть от тепловых эффектов, как при осаждении из паровой фазы, так и от термического роста. Однако во всех этих случаях (рис. 1) необходима определенная химическая реакция для получения формы конечной пленки [5, 53].

2. Технологические достижения в науке о тонких пленках

Технология тонких пленок может быть применена к различным материалам подложек, например к керамическим металлам или полимерам.Наиболее распространенными материалами подложки являются кремний, сталь и стекло. При правильном выборе материалов для осаждения и технологии свойства материала подложки могут быть улучшены, обогащены и адаптированы для удовлетворения исключительных требований конкретного применения. Кроме того, в настоящее время доступны тонкопленочные технологии, которые могут применяться как для плоских подложек, так и для объектов с многогранными геометрическими силуэтами. Акцентирование внимания на миниатюризации устройств и технологических параметров альтернативных процессов (таких как толстая пленка) способствует расширению производства тонких пленок и разработке более дешевого оборудования и процессов для тонких пленок.Во многих случаях при нанесении тонкой пленки необходимо придать пленке заранее заданный контур. Обычно это выполняется литографией и травлением. Процесс создания устройства состоит из конечных этапов и этапов упаковки (например, сборки), которые различаются в зависимости от типа устройства. У каждого есть множество поразительных моментов, когда он высоко ценит замечательное участие в регенерации новых тонкопленочных устройств, последствия и хорошую организацию помощи, предлагаемой с помощью тонкопленочных устройств, чтобы расширить нашу перспективу, в дополнение к вознаграждению за удивительные недостатки. чтобы обмануть себя недавними технологическими иллюзиями.

Хорошо оснащенные новые тонкопленочные технологии имеют широкую доступность благодаря простоте процедуры, чувствительности, селективности, скорости, точности и точности [6, 9, 34]. Новые применения тонкопленочных устройств привели к инновационным достижениям в технологиях за несколько десятилетий, и эти технологические аспекты были быстро использованы для передовых исследований, в основном во всех областях науки и техники. В таблице 1 представлены некоторые важные инновационные достижения в технологии, связанные с применением тонких пленок в широком спектре.

Поле Применение с примерами
Инжиниринг / обработка Трибология :
  • Защитные покрытия для уменьшения износа [6, 7]

  • Коррозия и эрозия [8 ]

  • Покрытия с низким коэффициентом трения [9]

Самонесущие покрытия: Другое:
  • Твердые покрытия для режущих инструментов [13]

  • Пассивирование поверхности [14]

  • Защита против высокотемпературной коррозии [15]

  • Декоративные покрытия [16]

  • Катализирующие покрытия [17]

Оптика
  • Антифлексные покрытия («многослойная оптика») [18]

  • Сильно отражающие покрытия (лазерные зеркала) [19]

  • Интерференционные фильтры [20]

  • Светоделитель и тонкопленочные поляризаторы [21]

  • Интегрированная оптика [22]

Оптоэлектроника
  • Фотодетекторы [23]

  • Передача изображения [24]

  • Оптическая память [25]

  • LCD / TFT [26]

Электроника
  • Пассивные тонкопленочные элементы [27] (резисторы, конденсаторы, межкомпонентные соединения)

  • Активные тонкие пленочные элементы [28] (транзисторы, диоды)

  • Интегральные схемы [29] (СБИС, очень крупномасштабная интегральная схема)

  • ПЗС (устройство с зарядовой связью) [30]

Электричество (без полупроводников)
  • Изолирующие / проводящие пленки [31] e.г. для резисторов, конденсаторов

  • Пьезоэлектрические устройства [32]

Криотехника
  • Сверхпроводящие тонкие пленки, переключатели, запоминающие устройства [33]

  • СКВИДы (сверхпроводящие квантовые интерференционные устройства) [34]

Механика
Magnetics
  • Жесткие диски [38]

  • Видео / аудиокассета [38]

Sensorics
  • Данные сбор данных в агрессивных средах и средах [39]

  • Телеметрия [40]

  • Биологическая сенсорика [41]

Химия
  • Диффузионные барьеры [42]

  • Защита от коррозия / окисление [43]

  • Датчики для жидкости / газа s химический [44]

Биомедицина
  • Биосовместимое покрытие имплантата [45]

  • Неврологические датчики [46]

Новые материалы
  • Метастабильные фазы: металлические стекла [47, 48]

  • Сфероидизация материалов с высокой температурой плавления (диаметр 1–500 мкм) [49]

  • Полупроводники высокой чистоты (GaAs) [50]

(Альтернатива) энергии
  • Солнечные коллекторы и солнечные элементы [51]

  • Температурный менеджмент архитектурных характеристик пленок ETFE (фольги с металлическим покрытием) [52]

Таблица 1.

Инновационный прогресс в области технологических применений в тонких пленках [53].

Технология изготовления тонкопленочных устройств имеет большие преимущества. Из-за их характерных особенностей, они могут быть размещены практически на любой длине волны в широкой области прозрачности соответствующих материалов, просто изменяя толщину их слоев, и, как только дизайн был разработан, время для производства исключительно непродолжительность. Кроме того, широкая область применения тонкопленочных систем заключается в том, что они действуют как лазерные зеркала, антибликовые покрытия и другие оптически активные модификации поверхности.В оптической промышленности они наносятся на подложки, которые обеспечивают стабильные механические и другие специфические свойства. Точно так же тонкие пленки могут присутствовать в оптоэлектронных, магнитных и электронных устройствах, которые могут быть изготовлены только на заводе из-за особых физических свойств тонких пленок, которые могут значительно различаться по отношению к объемному материалу. Ярким примером для этого случая являются считывающие головки жесткого диска из-за эффекта гигантского магнитосопротивления (GMR). Они обладают особыми свойствами благодаря сочетанию изолирующих и магнитных тонких пленок.

Технологические достижения в современном синтезе тонких пленок за последнее десятилетие привели к использованию выдающихся свойств и разработке широкого спектра приложений в различных областях техники. В результате текущая деятельность в области технологии производства тонкопленочных устройств была согласована и расширила наши перспективы на основе новых идей в области нанотехнологий, светодиодов и дисплеев, фотоэлектрических / солнечных элементов, окружающей среды, биологии и т. Д. .Существующие в настоящее время экспериментальные стандарты оценки экологического риска - это те, которые основываются на подавлении роста, вызванном химическим веществом, и не включают качественную оценку, такую ​​как процесс определения токсичности. Таким образом, выясняется, что эта единственная оценка неадекватна для улучшения здания, что приводит к сохранению окружающей среды и серьезному обходу вреда для здоровья человека.

3. Заключение

В соответствии с приведенным выше обсуждением тонкая пленка является не только хорошо продуманным предшественником во всем мире с совершенно новыми научными разработками; тем не менее, факты также подтверждают, что оно было и будет оставаться властным в отношении новаторских исследований в отношении новых приложений, приносящих пользу обществу.Среди основных заслуживающих внимания разработок в различных областях нанотехнологий, светодиоды и дисплеи, фотоэлектрические / солнечные элементы, экологическая и медицинская диагностика являются на сегодняшний день наиболее важными мировыми проблемами. Прогресс должен продолжаться в новых тонкопленочных технологиях, которые используются в области спектральной визуализации, коррелированного по времени подсчета одиночных фотонов, скорости кинетических химических реакций, неинвазивной оптической биопсии и визуальных имплантатов. Таким образом, исследования уникальных технологических достижений в области тонких пленок могут проложить путь к нанесению покрытий на тонкие пленки в атомном масштабе, что, возможно, в будущем может стать признаком зеленой энергетики в ближайшем будущем.

Благодарности

Работа, включенная в эту главу, была частично поддержана Министерством науки и технологий (SR / FTP / PS ‐ 135/2011) Govt. Индии. Авторы приносят свои извинения за непреднамеренное упущение любых относящихся к делу ссылок.

.

Наноструктуры, вдохновленные молью, изменяют цвет тонких пленок

Наноструктуры, напоминающие поверхность глаза мотылька, ограничивают количество света, отражаемого на границе раздела тонких пленок. Предоставлено: Чих-хао Чанг, Государственный университет Северной Каролины.

Вдохновленные структурой глаз моли, исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали наноструктуры, которые ограничивают отражение на границах раздела, где встречаются две тонкие пленки, подавляя явление «интерференции тонких пленок», обычно наблюдаемое в природе.Это потенциально может повысить эффективность тонкопленочных солнечных элементов и других оптоэлектронных устройств.

Интерференция тонких пленок возникает, когда тонкая пленка одного вещества лежит поверх другого вещества. Например, тонкопленочные помехи - это то, что вызывает радужный блеск, который мы видим, когда бензин находится в луже с водой.

Бензин прозрачен, но часть света все еще отражается от его поверхности.Точно так же часть света, проходящего через бензин, отражается от подстилающей поверхности воды, где два вещества соприкасаются или встречаются. Поскольку свет, отраженный от воды, должен пройти обратно через бензин, его оптический путь немного отличается от светового, отраженного от поверхности бензина. Несовпадение этих «длин» оптического пути - вот что создает радужный блеск - и это явление является интерференцией тонких пленок.

Интерференция тонких пленок является проблемой для устройств, которые используют несколько слоев тонких пленок, таких как тонкопленочные солнечные элементы, потому что это означает, что некоторые длины волн света отражаются - или «теряются» - на каждой границе раздела пленок.Чем больше в устройстве тонких пленок, тем больше интерфейсов и больше теряется света.

«Нас вдохновила структура поверхности глаза мотылька, которая эволюционировала так, что не отражает свет», - говорит доктор Чи-Хао Чанг, доцент кафедры механической и аэрокосмической техники в NC State и соавтор. статьи об исследовании. «Подражая этой концепции, мы разработали наноструктуру, которая значительно минимизирует интерференцию тонких пленок».

На этом изображении показано, как наноструктуры, вдохновленные молью, предотвращают интерференцию тонких пленок, блокируя отраженный свет.На изображениях справа показан слайд без тонкой пленки. На изображениях в центре показано слайд, покрытый тонкой пленкой. Обратите внимание, как тонкая интерференция приводит к появлению множества цветов. Изображения слева представляют собой слайд, покрытый тонкими пленками, содержащими наноструктуры. Обратите внимание на отсутствие цвета и значительно меньше отраженного света. Предоставлено: Чи-Хао Чанг, Государственный университет Северной Каролины.

Наноструктуры встроены в тонкие пленки, поверх которых будет помещена вторая тонкая пленка.Наноструктуры являются продолжением тонкой пленки под ними и напоминают плотно упакованный лес тонких конусов. Эти наноструктуры являются «межфазными», проникая в любую тонкую пленку, наложенную поверх них, и ограничивают количество света, отражаемого на этой границе. Команда Чанга обнаружила, что поверхность раздела с межфазными наноструктурами отражает в 100 раз меньше света, чем поверхность раздела тонких пленок без наноструктур.

«Наши следующие шаги - разработать солнечное устройство, которое использует преимущества этой концепции, и определить, как мы можем масштабировать его для коммерческих приложений», - говорит Чанг.


Новый метод спектроскопии может привести к созданию более совершенных оптических устройств
Дополнительная информация: Статья «Эффекты антиотражения на границах раздела наноструктурированных материалов и подавление интерференции между тонкими пленками» была опубликована в Интернете 15 мая в журнале Nanotechnology .Предоставлено Университет штата Северная Каролина

Ссылка : Наноструктуры, вдохновленные молью, выкрашивают тонкие пленки (2013, 16 мая) получено 29 сентября 2020 с https: // физ.org / news / 2013-05-moth-Вдохновленные-наноструктуры-thin.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

.

Наноструктуры, созданные по мотивам мотылька, обретают цвет из тонких пленок - ScienceDaily

Вдохновленные структурой глаз мотыльков, исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали наноструктуры, которые ограничивают отражение на границах раздела, где встречаются две тонкие пленки, подавляя "тонкие" пленки. -пленочная интерференция »явление, обычно наблюдаемое в природе. Это потенциально может повысить эффективность тонкопленочных солнечных элементов и других оптоэлектронных устройств.

Интерференция тонких пленок возникает, когда тонкая пленка одного вещества лежит поверх другого вещества.Например, тонкопленочные помехи - это то, что вызывает радужный блеск, который мы видим, когда бензин находится в луже с водой.

Бензин прозрачен, но часть света все еще отражается от его поверхности. Точно так же часть света, проходящего через бензин, отражается от подстилающей поверхности воды, где два вещества соприкасаются или встречаются. Поскольку свет, отраженный от воды, должен пройти обратно через бензин, его оптический путь немного отличается от светового, отраженного от поверхности бензина.Несовпадение этих «длин» оптического пути - вот что создает радужный блеск - и это явление является интерференцией тонких пленок.

Интерференция тонких пленок является проблемой для устройств, которые используют несколько слоев тонких пленок, таких как тонкопленочные солнечные элементы, потому что это означает, что некоторые длины волн света отражаются - или «теряются» - на каждой границе раздела пленок. Чем больше в устройстве тонких пленок, тем больше интерфейсов и больше теряется света.

«Нас вдохновила структура поверхности глаза мотылька, которая эволюционировала так, что не отражает свет», - говорит д-р.Чи-Хао Чанг, доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техники в штате Северная Каролина и соавтор статьи об исследовании. «Подражая этой концепции, мы разработали наноструктуру, которая значительно минимизирует интерференцию тонких пленок».

Наноструктуры встроены в тонкие пленки, поверх которых будет помещена вторая тонкая пленка. Наноструктуры являются продолжением тонкой пленки под ними и напоминают плотно упакованный лес тонких конусов. Эти наноструктуры являются «межфазными», проникая в любую тонкую пленку, наложенную поверх них, и ограничивают количество света, отражаемого на этой границе.Команда Чанга обнаружила, что поверхность раздела с межфазными наноструктурами отражает в 100 раз меньше света, чем поверхность раздела тонких пленок без наноструктур.

«Наши следующие шаги - разработать солнечное устройство, которое использует преимущества этой концепции, и определить, как мы можем масштабировать его для коммерческих приложений», - говорит Чанг.

История Источник:

Материалы предоставлены Государственным университетом Северной Каролины . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

.

Созданы первые цветные тонкие пленки из нанотрубок

Образцы цветных тонких пленок углеродных нанотрубок, полученных в производственном реакторе. Предоставлено: Университет Аалто.

Метод, разработанный в университете Аалто, Финляндия, позволяет производить большие количества первозданных однослойных углеродных нанотрубок избранных оттенков радуги. Секрет в отлаженном процессе изготовления и в небольшой дозе углекислого газа. Пленки могут найти применение в технологиях сенсорных экранов или в качестве покрытий для новых типов солнечных элементов.

Однослойные углеродные нанотрубки или листы из слоев графена толщиной в один атом, свернутые в разные размеры и формы, нашли множество применений в электронике и новых устройствах с сенсорным экраном. По своей природе углеродные нанотрубки обычно имеют черный или темно-серый цвет.

В своем новом исследовании, опубликованном в журнале Американского химического общества ( JACS ), исследователи из Университета Аалто представляют способ управления производством тонких пленок из углеродных нанотрубок, чтобы они отображали множество разных цветов, например, зеленый, коричневый или серебристо-серый.

Исследователи считают, что это первый раз, когда цветные углеродные нанотрубки были произведены прямым синтезом. Используя их изобретение, цвет создается сразу в процессе производства, а не путем использования ряда методов очистки готовых синтезированных трубок.

При прямом синтезе можно производить большие количества чистых материалов пробы, избегая при этом повреждения продукта в процессе очистки, что делает этот подход наиболее привлекательным для применения.

«Теоретически эти цветные тонкие пленки могут быть использованы для изготовления сенсорных экранов разных цветов или солнечных элементов, которые демонстрируют совершенно новые типы оптических свойств», - говорит Эско Кауппинен, профессор Университета Аалто.

Заставить углеродные структуры отображать цвета - это уже подвиг. Базовые методы, необходимые для окрашивания, также предполагают очень детальный контроль структуры нанотрубок. Уникальный метод Кауппинена и его команды, в котором используются аэрозоли металла и углерода, позволяет им тщательно манипулировать структурой нанотрубок и контролировать ее прямо в процессе производства.

Профессор Эско Кауппинен с фабричным реактором. Предоставлено: Университет Аалто.

«Выращивание углеродных нанотрубок в некотором роде похоже на посадку деревьев: нам нужны семена, корма и солнечное тепло. Для нас аэрозольные наночастицы железа работают как катализатор или затравка, а окись углерода - как источник углерода, поэтому корм, а реактор дает тепло при температуре более 850 градусов по Цельсию, - говорит доктор Хуа Цзян, старший научный сотрудник Университета Аалто.

Группа профессора Кауппинена имеет долгую историю использования этих ресурсов в своем уникальном методе производства.Чтобы добавить к своему репертуару, они недавно экспериментировали с введением небольших доз углекислого газа в процесс изготовления.

«Двуокись углерода действует как своего рода привитой материал, который мы можем использовать, чтобы настроить рост углеродных нанотрубок различных цветов», - объясняет Цзян.

С помощью передовой техники дифракции электронов исследователи смогли выяснить точную структуру атомного масштаба своих тонких пленок.Они обнаружили, что у них очень узкое распределение хиральности, а это означает, что ориентация сотовой решетки стенок трубок почти одинакова по всему образцу. Хиральность более или менее определяет электрические свойства углеродных нанотрубок, а также их цвет.

Метод, разработанный в Университете Аалто, обещает простой и хорошо масштабируемый способ изготовления тонких пленок углеродных нанотрубок с высокими выходами.

«Обычно вам приходится выбирать между массовым производством или хорошим контролем над структурой углеродных нанотрубок.Благодаря нашему прорыву мы можем сделать и то, и другое ", - полагает доктор Цян Чжан, постдокторант группы.

Доработка уже ведется.

«Мы хотим понять науку о том, как добавление углекислого газа регулирует структуру нанотрубок и создает цвета. Наша цель - добиться полного контроля над процессом выращивания, чтобы одностенные углеродные нанотрубки могли использоваться в качестве строительных блоков для новое поколение устройств наноэлектроники », - говорит профессор Кауппинен.


Разработан новый метод измерения углеродных нанотрубок
Дополнительная информация: Юнпин Ляо и др. Прямой синтез тонких пленок цветных одностенных углеродных нанотрубок, журнал Американского химического общества (2018).DOI: 10.1021 / jacs.8b05151 Предоставлено Университет Аалто

Ссылка : Цвет углерода: созданы первые цветные тонкие пленки из нанотрубок (2018, 28 августа) получено 29 сентября 2020 с https: // физ.org / news / 2018-08-carbon-color-first-ever-color-thin.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

.

Смотрите также



Образ невесты Подготовка к свадьбе Организация свадьбы Развлечения на свадьбе Поздравления и тосты на свадьбу Свадебные приметы, горосокопы и гадания
Club Brides - Клуб Невест

Как показывают статистика и практика, в подавляющем большинстве случаев именно невеста является главным идеологом и главной движущей силой процесса подготовки к свадьбе.
Как подобрать счастливую дату свадьбы, как стильно и оригинально оформить свадебные приглашения, как выбрать самое красивое свадебное платье, какую сделать прическу, каким должен быть букет невесты, во что одеть подружек невесты, где организовать банкет, как оформить банкетный зал, какого фотографа и видеооператора пригласить… Вопросов при подготовке к свадьбе возникает сотни… Без совета и помощи не обойтись.
Свадебный портал «Клуб Невест» (Club Brides) посвящен всем самым главным вопросам, которые возникают у будущих молодоженов в процессе подготовки к свадьбе, а также всем тем вопросам и нюансам, которые необходимо учесть, чтобы свадьба стала действительно красивым, ярким, веселым и запоминающимся событием.
Мы подскажем вам, как подобрать счастливую дату свадьбы, как стильно и оригинально оформить свадебные приглашения, как выбрать самое красивое свадебное платье, какую сделать прическу, каким должен быть букет невесты, во что одеть подружек невесты, где организовать банкет, как оформить банкетный зал, какого фотографа и видеооператора пригласить и многое-многое другое…


2015- © Club Brides - Клуб Невест | Содержание | Карта сайта
Копировать материалы без размещения прямой активной ссылки на CLUBBRIDES.RU запрещено!