納米科學：透明銀，用於柔性顯示器，觸控螢幕的防變色薄膜！
密西根大學已經制定了最薄，最光滑的銀層，可以在空氣中暴露出來，它可以改變觸控螢幕和平面或柔性顯示器的製作方式。
它還可以幫助提高計算能力，影響矽晶片內的信息傳輸以及通過超材料超透鏡對晶片本身的圖案化。
通過將銀與少量鋁結合，UM研究人員發現，可以生產極其薄，光滑的銀色層，可以抵抗失去光澤。他們使用抗反射塗層製作一層薄金屬層，透明度高達92.4％。
該團隊表明，銀塗層可以將光引導約10倍於其他金屬波導 - 這一特性可以使其更快地用於計算。他們將銀膜分層為超材料超透鏡，可用於製作密集圖案，其特徵尺寸是普通紫外線方法的一小部分，例如在矽晶片上。
所有條紋的屏幕都需要透明電極來控制哪些像素被點亮，但觸控螢幕特別依賴於它們。現代觸控螢幕由覆蓋有非導電層的透明導電層製成。它可以感應到導電物體（例如手指）壓在屏幕上的電氣變化。
「透明導體市場至今仍以單一材料為主導，」電氣工程和計算機科學教授L. Jay Guo說。
隨著對觸控螢幕的需求持續增長，這種材料即氧化銦錫預計會變得昂貴;郭說，已知的銦來源相對較少。
「之前，它非常便宜。現在，價格急劇上漲，」他說。
超薄電影可以使銀成為一個有價值的接班人。
通常，不可能製造出小於15納米厚的連續銀層，或大約100個銀原子。郭說，銀有一種聚集在小島上的傾向，而不是延伸到均勻的塗層中。
通過添加約6％的鋁，研究人員將金屬哄騙成厚度不到一半的薄膜--7納米。更重要的是，當它們暴露在空氣中時，它並沒有像純銀薄膜那樣立刻失去光澤。幾個月後，薄膜保持了導電性和透明性。它堅定地堅持下去，而純銀則用透明膠帶從玻璃上掉下來。
除了它們作為觸控螢幕透明導體的潛力之外，薄銀膜還提供了兩個技巧，這兩個技巧都與銀色無與倫比的沿其表面傳輸可見光和紅外光波的能力有關。光波作為所謂的表面等離子體激元收縮並傳播，表現為銀表面電子濃度的振蕩。
這些振蕩編碼光的頻率，保留它以便它可以出現在另一側。雖然光纖在當今的計算機晶片上無法縮小到銅線的尺寸，但是等離子體波導可以允許信息以光學而非電子形式傳播，以便更快地傳輸數據。作為波導，光滑的銀膜可以將表面等離子體傳輸超過一釐米，足以通過計算機晶片進入。
銀薄膜的等離子體能力也可以在超材料中得到利用，超材料以違反通常的光學規則的方式處理光。因為光在沿著金屬表面移動時以更短的波長傳播，所以單獨的膜充當超透鏡。或者，為了製作更小的特徵，薄銀層可以與諸如玻璃的介電材料交替以產生超透鏡。
這種透鏡可以成像小於光波長的物體，這將在光學顯微鏡中模糊。它還可以實現雷射圖案化 - 例如用於將電晶體蝕刻到矽晶片中 - 以實現更小的特徵。
第一作者是張成，他是最近的電子工程和計算機科學碩士研究生，現在是國家標準與技術研究所的博士後研究員。
一篇題為「高性能摻雜銀膜：克服納米光子應用的基本材料限制」的研究論文發表在Advanced Materials上。該研究得到了國家科學基金會和北京協同創新研究所的支持。UM已申請專利，正在尋求合作夥伴將該技術推向市場。