用于下一代显示技术的新晶体
- 研究人员提出了一种雕刻液晶“晶体中的晶体”的新方法。
- 这种晶体可用于开发下一代显示和传感器技术，从而消耗更少的能源。
液晶是介于常规液体和固体晶体之间的中间相。它可以像流体一样改变形状，但具有固体晶体的分子排列特性。
由于其独特的行为，它们被用于电子显示器和调制光学设备。例如，LCD 具有广泛的应用，包括计算显示器、仪表板、电视、数码相机等。
现在，芝加哥大学的一个研究小组提出了一种雕刻液晶“晶体中的晶体”的新方法，可用于开发下一代显示和传感器技术。
蓝相晶体
液晶的分子取向是它们被用于众多显示技术的主要原因。分子也可以排列成高度规则的图案以反射可见光。这种配置被称为蓝相晶体 (BPC)。
BPC 表现出高度规则的特征，可以反射或传输可见光。与传统液晶相比，它们具有更快的响应时间和更好的光学特性。
参考：科学进展 | DOI:10.1126/sciadv.aax9112 |芝加哥大学
由于 BPC 中反射光的特征相隔很远（多达 300 个分子直径，而不仅仅是几个原子），因此可以轻松设计它们的界面。这些界面负责化学反应、机械转变，并阻碍声、光和能量的传输。
这些特性使 BPC 成为光学技术的完美候选。
用另一个水晶雕刻一个水晶
研究团队开发了一种基于光刻的技术来设计 BPC 接口。他们对表面进行化学图案化以沉积液晶并控制其分子取向。
然后液晶本身会放大分子取向，使特定的蓝色晶体能够雕刻在另一个蓝相晶体中。它使研究人员能够在液晶中构建特定的定制晶体形状，这是前所未有的壮举。
液晶|图片来源：Martelj/维基媒体
电流和温度都可用于操纵（或改变颜色）新雕刻的晶体。换句话说，电流或温度都可以将一种蓝相转变为另一种蓝相。
意义
这意味着我们现在拥有一种能够响应外部刺激并反射某些波长的光的材料。这种材料的光学特性可以被精确地改变。
由于这种晶体内晶体可以通过电压、温度或添加化学物质进行控制，因此可以用于更好的显示技术和传感应用。
这些晶体需要很小的电压或温度变化才能改变颜色，因此用这种材料制造的设备比现有显示器消耗的能量要少得多。
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该研究允许科学家在纳米尺度上操纵晶体，并使用它们来构建完美均匀的结构。研究人员计划用其他光学设备和材料进行试验。他们将使用相同的技术开发更复杂的系统。
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