Mar as trice bidh sgàthanan agus co-phàirtean optigeach meòrachail eile air an cruthachadh tro bhith a ’cleachdadh còtaichean optigeach no pròiseasan snasta. Chleachd dòigh-obrach an luchd-rannsachaidh, air a leasachadh le sgioba air a stiùireadh le Yuji Oki à Oilthigh Kysuhu ann an co-obrachadh le sgioba bho Oilthigh Stàite Carolina a Tuath fo stiùir Mìcheal Dickey, ath-bhualadh ceimigeach reversible dealanach gus uachdar meòrachail a chruthachadh air a ’mheatailt leaghaidh.

Faodar atharrachadh eadar na stàitean meòrachail agus sgapaidh a dhèanamh le dìreach 1.4 V, timcheall air an aon bholtachd a thèid a chleachdadh gus LED àbhaisteach a lasadh, agus aig teòthachd mun cuairt.

Tha luchd-rannsachaidh air dòigh a leasachadh gus uachdar meatailt leaghaidh atharrachadh gu dinamach eadar stàitean meòrachail (clì gu h-àrd air an làimh chlì agus gu h-ìosal) agus stàitean sgapaidh (gu h-àrd air an làimh dheis agus gu h-ìosal clì). Nuair a thèid dealan a chuir an sàs, bidh ath-bhualadh ceimigeach reversible a ’oxidachadh a’ mheatailt leaghaidh, a ’cruthachadh sgrìoban a bheir air a’ mheatailt sgapadh. Le cead bho Keisuke Nakakubo, Oilthigh Kyushu.

“Anns a’ bhad, dh ’fhaodadh an teicneòlas seo a bhith air a chleachdadh gus innealan a chruthachadh airson dibhearsain agus faireachdainn ealanta nach robh rim faighinn a-riamh roimhe,” thuirt Oki. “Le barrachd leasachaidh is dòcha gum bi e comasach an teicneòlas seo a leudachadh gu rudeigin a tha ag obair gu math coltach ri clò-bhualadh 3D airson optics fo smachd dealanach a dhèanamh de mheatailtean leaghaidh. Dh ’fhaodadh seo leigeil leis na optics a thathas a’ cleachdadh ann an innealan deuchainn slàinte stèidhichte air solas a bhith air an dèanamh gu furasta agus gu saor ann an ceàrnaidhean den t-saoghal aig nach eil goireasan obair-lann meidigeach. "

Anns an obair, chruthaich an luchd-rannsachaidh loch-tasgaidh a ’cleachdadh sianal sruthadh freumhaichte. Chleachd iad an uairsin “dòigh slaodadh” gus uachdar optigeach a chruthachadh le bhith a ’pumpadh meatailt leaghaidh stèidhichte air gallium a-steach don loch tasgaidh no ga chuir a-mach. Chaidh am pròiseas seo a chleachdadh gus uachdar convex, còmhnard no concave a chruthachadh, gach fear le feartan optigeach eadar-dhealaichte.

Bho bhith a ’cur dealan a-steach, bhrosnaich an sgioba ath-bhualadh ceimigeach a ghabhas atharrachadh, a bhios a’ oxidachadh a ’mheatailt leaghaidh ann am pròiseas a dh’ atharraicheas tomhas-lìonaidh an leaghan ann an dòigh is gun cruthaichear mòran sgrìoban beaga air an uachdar, a bheir air solas sgapadh.

Nuair a chuirear dealan an taobh eile, tillidh am meatailt leaghaidh chun stàit tùsail aige. Bidh teannachadh uachdar a ’mheatailt leaghaidh a’ toirt air falbh na sgrìoban, ga thilleadh gu staid sgàthan meòrachail glan.

“B’ e ar rùn a bhith a ’cleachdadh oxidation gus an teannachadh uachdar atharrachadh agus uachdar a’ mheatailt leaghaidh a dhaingneachadh, ”thuirt Oki. “Ach, fhuair sinn a-mach, fo chumhachan àraid, gum biodh an uachdar ag atharrachadh gu bhith na uachdar sgapaidh. An àite a bhith a ’beachdachadh air seo mar fhàilligeadh, rinn sinn na cumhachan as fheàrr agus dhearbh sinn an t-iongantas.”

Sheall deuchainnean gum biodh atharrachadh bholtachd air an uachdar bho −800 mV gu +800 mV a ’lughdachadh dian solais mar a bhiodh an uachdar ag atharrachadh bho fhaileasach gu sgapadh. Nochd na tomhasan dealan-cheimigeach gu robh atharrachadh bholtachd de 1.4 V gu leòr gus ath-bhualaidhean redox a chruthachadh le ath-riochdachadh math.

“Fhuair sinn a-mach cuideachd gum faod an uachdar a bhith air a oxidachadh beagan agus a bhith a’ cumail uachdar meòrachail rèidh, ”thuirt Oki. “Le bhith a’ cumail smachd air an seo, dh ’fhaodadh gum biodh e comasach uachdar optigeach eadhon nas eadar-mheasgte a chruthachadh a’ cleachdadh an dòigh-obrach seo a dh ’fhaodadh leantainn gu tagraidhean ann an innealan adhartach leithid sgoltagan bith-cheimiceach no a chleachdadh gus eileamaidean optigeach clò-bhuailte 3D a dhèanamh.”