成果簡介
具有動態色彩的光學材料在顯示裝置、智慧窗和塗層等方面顯示出廣闊的應用前景。最近，已證實插層可用於調節從可見光到微波波長範圍內的二維材料的電磁特性，例如可見光顏色、紅外發射、太赫茲輻射和光學二次諧波產生。本文，國防科技大學 Ganying Zeng（第一作者）與Renyan Zhang/江天研究員（通訊作者）等研究人員在《ACS Photonics》期刊發表名為“Graphene-Based Tunable Coloration Film through Intercalation”的論文，研究系統地研究基於石墨烯插層化合物 (GIC) 的著色膜。
透過鋰 (Li)、硫酸 (H2SO4 ) 和氯化鐵 (FeCl3 ) 的插層，多層板的顏色石墨烯(MLG) 膠片分別從灰色變為黃色、藍色和深色。這歸因於能帶結構的重建石墨烯插層後，對其光學效能產生顯著影響。此外，透過精確控制鋰嵌入過程，已經證明了MLG薄膜的可調和可逆的顏色變化。研究表明，插層是製備高階著色材料的通用策略，併為感測、防偽和智慧顯示中的應用提供了有前景的可調光學表面。
圖文導讀
圖1. MLG插層化合物製備的實驗示意圖。
圖2. (a-c) 原始MLG在 Li、FeCl 3、H 2 SO 4插入前後的拉曼光譜、XRD圖和四探針I-V曲線。黑線代表沒有嵌入的原始MLG。綠色、藍色和紅色實線分別代表帶有Li、H2SO4和FeCl3插層的原始MLG 。
圖3. (a) Li、FeCl3、H2SO4嵌入前後原始MLG的光學反射率與波長的函式關係。(b) Li、FeCl3、H2SO4嵌入前後原始MLG的CIE1931色度圖。黑星代表沒有嵌入的原始 MLG。綠色、藍色紅色實心星分別代表帶有 Li、H2SO4和FeCl3插層的原始MLG 。
圖4. 在電化學鋰嵌入和脫嵌過程中記錄階段轉變。
圖5. 在鋰嵌入和脫嵌過程中圖案化MLG薄膜的顏色調整
文獻:
https://doi.org/10.1021/acsphotonics.1c01223
