Christian Jongeneel
Onderzoekers van de University of Michigan hebben een ultradunne folie van zilver met een beetje aluminium gemaakt, die kan dienen als elektrode in (flexibele) aanraakschermen.
Nu nog worden aanraakschermen van indium-tinoxide gemaakt, een materiaal dat in de nabije toekomst kostbaar zou kunnen worden vanwege de beperkte voorraad indium in de aardkorst.
De 6 % aluminium in het zilver zorgt voor twee dingen. Ten eerste voorkomt het dat het zilver aan het oppervlak oxideert (zwart uitslaat). Dat zou de transparantie verslechteren. Daarnaast maakt het aluminium het zilver plooibaarder, waardoor gladde lagen van 7 nm dikte haalbaar zijn. Normaal gesproken hebben zilveratomen de neiging aan elkaar te klonteren, zodat folies van dunner dan 15 nm niet haalbaar zijn.
Het resulterende materiaal is voor 92,4 % transparant, een cruciale eigenschap voor gebruik in aanraakschermen, rapporteerden de onderzoekers in het wetenschappelijke tijdschrift Advanced Materials eerder deze maand.
Bovendien blijkt het materiaal licht heel goed te geleiden langs het oppervlak, een verschijnsel dat bekend staat als ‘surface plasmon polaritons’. De grote hoeveelheid vrije elektronen aan het oppervlak maakt dat dit oppervlak licht razendsnel doorgeeft, vergelijkbaar met hoe een glasvezel dit doet – zij het niet verder dan ongeveer een centimeter. In tegenstelling tot glasvezels is miniaturisatie van deze folie echter wel mogelijk. Dat maakt het materiaal geschikt voor gebruik in optische chips, waar een centimeter afstand meer dan genoeg is.
Een tweede toepassing van een materiaal met deze eigenschap (‘plasmonic metamaterial’) betreft lenzen met een negatieve brekingsindex. Dit maakt het in theorie mogelijk om optische microscopen te bouwen die veel kleinere details zichtbaar maken dan met zichtbaar licht mogelijk is.
Nieuw is het idee om zilver en aluminium te combineren overigens niet. Er wordt al enkele jaren op diverse plekken ter wereld onderzoek gedaan naar de optische eigenschappen. In januari publiceerde een groep onderzoekers van de University of Technology Sydney in het wetenschappelijke tijdschrift Nanotechnology over zilverlegeringen met verschillende percentages aluminium erin. Hun bevinding luidde dat maximaal 2 % aluminium tot de beste optische prestaties leidt.
