Толин тусгал ба бусад цацруулагч оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ихэвчлэн оптик бүрхүүл эсвэл өнгөлгөөний процесс ашиглан хийдэг. Кисуху их сургуулийн Юүжи Оки тэргүүтэй баг Майкл Дики тэргүүтэй Хойд Каролина мужийн их сургуулийн багтай хамтран боловсруулсан судлаачдын энэхүү арга нь шингэн металлын цацруулагч гадаргууг бий болгохын тулд цахилгаан хөдөлгүүртэй эргэж буцах химийн урвалыг ашигласан болно.

Цацруулагч ба сарних төлөвүүдийн хооронд шилжихдээ ердийн LED-ийг асаахад ижил хүчдэл, орчны температурт ердөө 1.4 В хүчдэлээр хийж болно.

Судлаачид шингэн металлын гадаргууг цацруулагч (зүүн дээд ба баруун доод) ба сарнилтын төлөв (баруун дээд ба зүүн доод) хооронд динамикаар шилжүүлэх аргыг боловсруулжээ. Цахилгаан эрчим хүч хэрэглэх үед эргэж буцах химийн урвал нь шингэн металыг исэлдүүлж, зураас үүсгэдэг тул металыг сарниулдаг. Кюсюгийн их сургуулийн Кейсүкэ Накакубогийн зөвшөөрлөөр.

"Ойрын ирээдүйд энэ технологийг ашиглан урьд өмнө хэзээ ч байгаагүй үзвэр үйлчилгээ, уран сайхны илэрхийлэх хэрэгслийг бий болгох боломжтой болно" гэж Оки хэлэв. “Илүү их хөгжсөнөөр энэ технологийг шингэн металлаар хийсэн электрон удирдлагатай оптик үйлдвэрлэхэд зориулж 3D хэвлэхтэй ижил төстэй зүйл болгон өргөжүүлэх боломжтой байж магадгүй юм. Энэ нь эрүүл мэндийн шинжилгээний гэрэлд суурилсан төхөөрөмжүүдэд ашигладаг оптикийг дэлхийн лабораторийн тоног төхөөрөмж дутагдалтай бүс нутагт хялбар, хямд үнээр үйлдвэрлэх боломжийг олгоно. "

Судлаачид уг ажилд суулгагдсан урсгалын сувгийг ашиглан усан сан байгуулжээ. Дараа нь тэд "түлхэх аргаар татах" аргыг ашиглан галлид суурилсан шингэн металыг усан сан руу шахах эсвэл сорох замаар оптик гадаргуу үүсгэдэг. Энэ процессыг гүдгэр, хавтгай эсвэл хонхойсон гадаргууг бүтээхэд ашигласан бөгөөд тус бүр нь өөр өөр оптик шинж чанартай байв.

Цахилгаан эрчим хүчийг хэрэглэснээс хойш баг нь эргэж буцах химийн урвалыг өдөөж, шингэн металлын исэлдэлтийг шингээж, шингэний эзэлхүүнийг гадаргуу дээр олон жижиг зураас үүсгэдэг тул гэрэл тархдаг.

Цахилгаан гүйдлийг эсрэг чиглэлд хийхэд шингэн металл анхны байдалдаа ордог. Шингэн металлын гадаргуугийн хурцадмал байдал нь зураасыг арилгаж, цэвэр цацруулагч толин тусгал байдалд оруулна.

"Бидний зорилго бол гадаргуугийн хурцадмал байдлыг өөрчлөх, шингэн металлын гадаргууг бэхжүүлэхэд исэлдэлтийг ашиглах явдал байсан" гэж Оки хэлэв. “Гэсэн хэдий ч бид тодорхой нөхцөлд гадаргуу аяндаа тархаж гадаргуу болж хувирдаг болохыг олж мэдсэн. Үүнийг бүтэлгүйтсэн гэж үзэхийн оронд нөхцлийг оновчтой болгож, үзэгдлийг баталгаажуулсан. ”

Туршилтаас харахад гадаргуу дээрх хүчдэлийг −800 мВ-аас +800 мВ болгон өөрчлөх нь гадаргуу нь цацруулагчаас сарних болж өөрчлөгдөхөд гэрлийн эрч хүч буурах болно. Цахилгаан химийн хэмжилтийн үр дүнд 1.4 В хүчдэлийн өөрчлөлт нь нөхөн сэргээгдэх чадвар сайтай исэлдэн ангижрах урвал үүсгэхэд хангалттай байсан нь тогтоогджээ.

"Түүнчлэн бид тодорхой нөхцөлд гадаргууг бага зэрэг исэлдүүлж, гөлгөр цацруулагч гадаргууг хадгалж үлдэх боломжтой болохыг олж мэдсэн" гэж Оки хэлэв. "Үүнийг хянаснаар биохимийн чип гэх мэт дэвшилтэт төхөөрөмжүүдэд хэрэглээнд нэвтрэх эсвэл 3D хэвлэмэл оптик элемент хийхэд ашиглаж болох энэ аргыг ашиглан илүү олон янзын оптик гадаргууг бий болгох боломжтой байж магадгүй юм."