High-refractive-index polymer
உயர்-ஒளிவிலகல்-குறியீட்டு பாலிமர் (எச்ஆர்ஐபி) என்பது 1.5 க்கு மேல் ஒளிவிலகல் குறியீட்டைக் கொண்ட ஒரு பாலிமர் ஆகும். பிரதிபலிப்பு எதிர்ப்பு பூச்சு மற்றும் ஒளி உமிழும் டையோட்கள் (எல். ஈ. டி) மற்றும் பட சென்சார்கள் போன்ற ஃபோட்டோனிக் சாதனங்களுக்கு இத்தகைய பொருட்கள் தேவைப்படுகின்றன. ஒரு பாலிமரின் ஒளிவிலகல் குறியீடு துருவமுனைப்பு, சங்கிலி நெகிழ்வுத்தன்மை, மூலக்கூறு வடிவியல் மற்றும் பாலிமர் முதுகெலும்பு நோக்குநிலை உள்ளிட்ட பல காரணிகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. 2004 ஆம் ஆண்டு நிலவரப்படி, ஒரு பாலிமருக்கான மிக உயர்ந்த ஒளிவிலகல் குறியீடு 1.76 ஆக இருந்தது. பாலிமர்களில் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை அதிகரிக்க பாலிமர் மேட்ரிக்ஸில் அதிக மோலார் பின்னங்கள் அல்லது உயர்-என் நானோ துகள்கள் கொண்ட மாற்றீடுகள் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. பண்புகள் ஒளிவிலகல் குறியீடு ஒரு வழக்கமான பாலிமர் 1.30-1.70 இன் ஒளிவிலகல் குறியீட்டைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளுக்கு அதிக ஒளிவிலகல் குறியீடு பெரும்பாலும் தேவைப்படுகிறது. ஒளிவிலகல் குறியீடு மோனோமரின் மோலார் ஒளிவிலகல், அமைப்பு மற்றும் எடை ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடையது. பொதுவாக, அதிக மோலார் ஒளிவிலகல் மற்றும் குறைந்த மோலார் அளவுகள் பாலிமரின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை அதிகரிக்கின்றன. ஒளியியல் பண்புகள் ஒளியியல் சிதறல் ஒரு HRIP இன் முக்கியமான பண்பு ஆகும். இது அபே எண்ணால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு உயர் ஒளிவிலகல் குறியீட்டு பொருள் பொதுவாக ஒரு சிறிய அபே எண் அல்லது அதிக ஒளியியல் சிதறலைக் கொண்டிருக்கும். பல பயன்பாடுகளுக்கு உயர் ஒளிவிலகல் குறியீட்டுடன் குறைந்த பைரெஃப்ரின்ஜென்ஸ் தேவைப்படுகிறது. HRIP ஐ உருவாக்க ஆரம்ப மோனோமரில் வெவ்வேறு செயல்பாட்டுக் குழுக்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இதை அடைய முடியும். நறுமண மோனோமர்கள் இரண்டும் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை அதிகரித்து ஒளியியல் அனிசோட்ரோபியைக் குறைக்கின்றன, இதனால் பைர்ஃபிரைன்ஜென்ஸ் குறைகிறது. உயர் ஒளிவிலகல் குறியீட்டு பாலிமரில் அதிக தெளிவு (ஒளியியல் வெளிப்படைத்தன்மை) விரும்பப்படுகிறது. தெளிவு பாலிமர் மற்றும் ஆரம்ப மோனோமரின் ஒளிவிலகல் குறியீடுகளைப் பொறுத்தது. வெப்ப நிலைத்தன்மையைப் பார்க்கும்போது, அளவிடப்படும் வழக்கமான மாறிகளில் கண்ணாடி மாற்றம், ஆரம்ப சிதைவு வெப்பநிலை, சீரழிவு வெப்பநிலை மற்றும் உருகுதல் வெப்பநிலை வரம்பு ஆகியவை அடங்கும். வெப்ப நிலைத்தன்மையை தெர்மோகிராவிமெட்ரிக் பகுப்பாய்வு மற்றும் வேறுபட்ட ஸ்கேனிங் கலோரிமெட்ரி மூலம் அளவிட முடியும். பாலியஸ்டர்கள் 410 டிகிரி செல்சியஸ் சீரழிவு வெப்பநிலையுடன் வெப்ப ரீதியாக நிலையானதாகக் கருதப்படுகின்றன. உயர் ஒளிவிலகல் குறியீட்டு பாலிமரின் பாலிமரைசேஷனில் பயன்படுத்தப்படும் மோனோமருடன் இணைக்கப்பட்டுள்ள மாற்றீட்டைப் பொறுத்து சிதைவு வெப்பநிலை மாறுகிறது. எனவே, நீண்ட அல்கைல் மாற்றீடுகள் குறைந்த வெப்ப நிலைத்தன்மையை விளைவிக்கின்றன. கரைதிறன் பெரும்பாலான பயன்பாடுகள் முடிந்தவரை பல கரைப்பான்களில் கரையக்கூடிய பாலிமர்களை விரும்புகின்றன. அதிக ஒளிவிலகல் பாலியஸ்டர்கள் மற்றும் பாலிமைடுகள் டைகுளோரோமீத்தேன், மெத்தனால், ஹெக்சேன்கள், அசிட்டோன் மற்றும் டோலுயீன் போன்ற பொதுவான கரிம கரைப்பான்களில் கரையக்கூடியவை. தொகுப்பு பாதை HRIP வகையைப் பொறுத்தது. மைக்கேல் பாலியடிஷன் ஒரு பாலிமைடிற்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் இது அறை வெப்பநிலையில் மேற்கொள்ளப்படலாம் மற்றும் படி-வளர்ச்சி பாலிமரைசேஷனுக்கு பயன்படுத்தப்படலாம். இந்த தொகுப்பு முதலில் பாலிமிடோதைத்தர்களுடன் வெற்றி பெற்றது, இதன் விளைவாக அதிக ஒளிவிலகல் குறியீட்டைக் கொண்ட ஒளியியல் ரீதியாக வெளிப்படையான பாலிமர்கள் உருவாகின. பாலியஸ்டர்கள் மற்றும் பாலிபாஸ்போனேட்டுகள் போன்ற உயர் ஒளிவிலகல் குறியீட்டு பாலிமர்களை உருவாக்குவதற்கு பாலிகண்டன்சேஷன் எதிர்வினைகள் பொதுவானவை. வகைகள் உயர் ஒளிவிலகல் குறியீடுகள் உயர் மோலார் ஒளிவிலகல்களுடன் (உள்ளார்ந்த எச்ஆர்ஐபிகள்) மாற்றீடுகளை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலமோ அல்லது உயர்-என் நானோ துகள்களை பாலிமர் மேட்ரிக்ஸ்களுடன் (எச்ஆர்ஐபி நானோ கலவைகள்) இணைப்பதன் மூலமோ அடையப்பட்டுள்ளன. லீனியர் தியோதர் மற்றும் சல்போன், சைக்ளிக் தியோஃபீன், தியாடியாசோல் மற்றும் தியான்திரீன் உள்ளிட்ட கந்தகத்தைக் கொண்ட இன்ட்ரின்சிக் எச்ஆர்ஐபி மாற்றீடுகள் ஒரு பாலிமரின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை அதிகரிக்க பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் குழுக்களாகும். கந்தகம் நிறைந்த தியான்திரீன் மற்றும் டெட்ராதியா அன்த்ரேசின் மோய்டிகள் கொண்ட பாலிமர்கள் மூலக்கூறு பொதிகளின் அளவைப் பொறுத்து 1.12 க்கு மேல் n மதிப்புகளை வெளிப்படுத்துகின்றன. ஹாலோஜன் கூறுகள், குறிப்பாக புரோமின் மற்றும் அயோடின் ஆகியவை எச். ஆர். ஐ. பி. க்களை உருவாக்குவதற்கு பயன்படுத்தப்பட்ட ஆரம்பகால கூறுகளாகும். 1992 இல், கவுடியானா மற்றும் பலர். பக்கவாட்டு புரோமினேட்டட் மற்றும் அயோடினேட்டட் கார்பசோல் வளையங்களைக் கொண்ட தொடர்ச்சியான பாலிமெத்திலாக்ரிலேட் சேர்மங்களைப் புகாரளித்தார். அவை ஆலசன் மாற்றீடுகளின் கூறுகள் மற்றும் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்து 1.67-1.77 இன் ஒளிவிலகல் குறியீடுகளைக் கொண்டிருந்தன. இருப்பினும், மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸில் ஆலசன் கூறுகளின் சமீபத்திய பயன்பாடுகள் WEEE உத்தரவு மற்றும் சுற்றுச்சூழல் மாசுபாட்டைக் குறைக்க ஐரோப்பிய ஒன்றியம் ஏற்றுக்கொண்ட RoHS சட்டத்தால் கடுமையாக மட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. பாஸ்போனேட்டுகள் மற்றும் பாஸ்பேசீன்கள் போன்ற பாஸ்பரஸ் கொண்ட குழுக்கள் பெரும்பாலும் காணக்கூடிய ஒளி பகுதியில் அதிக மோலார் ஒளிவிலகல் மற்றும் ஒளியியல் பரிமாற்றத்தை வெளிப்படுத்துகின்றன. பாலிபாஸ்பனேட்டுகள் பாலிகார்பனேட்டுகளுக்கு ஒத்த வேதியியல் கட்டமைப்புகளைக் கொண்டிருந்தாலும் கூட பாஸ்பரஸ் பகுதி காரணமாக அதிக ஒளிவிலகல் குறியீடுகளைக் கொண்டுள்ளன. ஷேவர் மற்றும் பலர். மாறுபட்ட முதுகெலும்புகளுடன் தொடர்ச்சியான பாலிபாஸ்போனேட்டுகளைப் புகாரளித்தது, பாலிஃபாஸ்போனேட்டுகளுக்கான மிக உயர்ந்த ஒளிவிலகல் குறியீட்டை 1.66 இல் அடைந்தது. கூடுதலாக, பாலிஃபாஸ்போனேட்டுகள் நல்ல வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் ஒளியியல் வெளிப்படைத்தன்மையை வெளிப்படுத்துகின்றன; அவை பிளாஸ்டிக் லென்ஸ்களில் வார்ப்பதற்கும் பொருத்தமானவை. கரிம உலோகக் கூறுகள் நல்ல படலம் உருவாக்கும் திறன் மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த ஒளியியல் சிதறல் கொண்ட HRIP களுக்கு காரணமாகின்றன. பாஸ்பரஸ் ஸ்பேசர்கள் மற்றும் ஃபீனைல் பக்க சங்கிலிகளைக் கொண்ட பாலிஃபெரோசெனைல் சைலேன்கள் மற்றும் பாலிஃபெரோசீன்கள் வழக்கத்திற்கு மாறாக அதிக n மதிப்புகளைக் காட்டுகின்றன (n = 1.74 மற்றும் n = 1.72). கரிம பாலிமர்கள் மற்றும் கனிம கண்ணாடிகளுக்கு இடையில் இடைநிலை ஒளியியல் சிதறல் காரணமாக அவை அனைத்து பாலிமர் ஃபோட்டோனிக் சாதனங்களுக்கும் நல்ல வேட்பாளர்களாக இருக்கலாம். கரிம பாலிமர் மேட்ரிக்ஸை அதிக ஒளிவிலகல் கொண்ட கனிம நானோ துகள்களுடன் இணைக்கும் HRIP நானோ கலப்பு கலப்பின நுட்பங்கள் அதிக n மதிப்புகளை ஏற்படுத்தக்கூடும். உயர்-நானோ கலவையின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை பாதிக்கும் காரணிகளில் பாலிமர் மேட்ரிக்ஸ், நானோ துகள்கள் மற்றும் கனிம மற்றும் கரிம கூறுகளுக்கு இடையிலான கலப்பின தொழில்நுட்பத்தின் பண்புகள் அடங்கும். ஒரு நானோ கலவையின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை முறையே நானோ கலவை, நானோ துகள்கள் மற்றும் கரிம மேட்ரிக்ஸின் ஒளிவிலகல் குறியீடுகளாக மதிப்பிடலாம், எங்கே, மற்றும் குறிக்கலாம். மற்றும் முறையே நானோ துகள்கள் மற்றும் கரிம மேட்ரிக்ஸின் தொகுதி பின்னங்களைக் குறிக்கின்றன. ஒளியியல் பயன்பாடுகளுக்கான எச்ஆர்ஐபி நானோகம்போசைட்டுகளை வடிவமைப்பதில் நானோ துகள்கள் சுமை முக்கியமானது, ஏனெனில் அதிகப்படியான செறிவுகள் ஒளியியல் இழப்பை அதிகரிக்கின்றன மற்றும் நானோகம்போசைட்டுகளின் செயலாக்கத்தை குறைக்கின்றன. நானோ துகள்களின் தேர்வு பெரும்பாலும் அவற்றின் அளவு மற்றும் மேற்பரப்பு பண்புகளால் பாதிக்கப்படுகிறது. ஒளியியல் வெளிப்படைத்தன்மையை அதிகரிக்கவும், நானோ கலவையின் ரேலே சிதறலைக் குறைக்கவும், நானோ துகள்களின் விட்டம் 25 நானோ மீட்டருக்கும் குறைவாக இருக்க வேண்டும். நானோ துகள்களை பாலிமர் மேட்ரிக்ஸுடன் நேரடியாக கலப்பது பெரும்பாலும் நானோ துகள்களின் விரும்பத்தகாத திரட்டலுக்கு வழிவகுக்கிறது-இது அவற்றின் மேற்பரப்பை மாற்றியமைப்பதன் மூலம் தவிர்க்கப்படுகிறது. HRIP களுக்கு பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் நானோ துகள்களில் TiO2 (அனடேஸ், n = 2,25; ரூட்டைல், n = 2.70), ZrO2 (n = 2.10), உருவமற்ற சிலிக்கான் (n = 4.23), PbS (n = 4.20) மற்றும் ZnS (n = 2.36) ஆகியவை அடங்கும். பாலிமைடுகள் அதிக ஒளிவிலகல் குறியீடுகளைக் கொண்டுள்ளன, எனவே அவை பெரும்பாலும் உயர்-n நானோ துகள்களுக்கான மேட்ரிக்ஸாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இதன் விளைவாக உருவாகும் நானோகம்போசைட்டுகள் 1.57 முதல் 1.99 வரையிலான ஒரு டியூனபிள் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை வெளிப்படுத்துகின்றன. பயன்பாடுகள் பட சென்சார்கள் ஒரு மைக்ரோலென்ஸ் வரிசை ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ், ஆப்டிகல் கம்யூனிகேஷன்ஸ், CMOS பட சென்சார்கள் மற்றும் டிஸ்ப்ளேக்களின் முக்கிய அங்கமாகும். பாலிமர் அடிப்படையிலான மைக்ரோலென்ஸ்கள் தயாரிக்க எளிதானது மற்றும் வழக்கமான கண்ணாடி அடிப்படையிலான லென்ஸ்களை விட மிகவும் நெகிழ்வானது. இதன் விளைவாக வரும் சாதனங்கள் குறைந்த சக்தியைப் பயன்படுத்துகின்றன, அவை அளவில் சிறியவை மற்றும் உற்பத்தி செய்ய மலிவானவை. லித்தோகிராஃபி HRIP களின் மற்றொரு பயன்பாடு இம்மர்ஷன் லித்தோகிராஃபியில் உள்ளது. 2009 ஆம் ஆண்டில் இது ஃபோட்டோரசிஸ்டுகள் மற்றும் உயர் ஒளிவிலகல் குறியீட்டு திரவங்கள் ஆகிய இரண்டையும் பயன்படுத்தி சுற்று உற்பத்திக்கான ஒரு புதிய நுட்பமாகும். ஃபோட்டோரசிஸ்ட்டுக்கு n மதிப்பு 1.90 க்கும் அதிகமாக இருக்க வேண்டும். ஆப்டிகல் ஃபோட்டோரசிஸ்ட் அமைப்புக்கு அரோமாடிக் அல்லாத, கந்தகத்தைக் கொண்ட எச்ஆர்ஐபிகள் சிறந்த பொருட்கள் என்று நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. எல். ஈ. டி ஒளி-உமிழும் டையோட்கள் (எல். ஈ. டி) ஒரு பொதுவான திட-நிலை ஒளி மூலமாகும். எல். ஈ. டி பொருள் (GaN, n = 2.5) மற்றும் ஆர்கானிக் என்கேப்சுலன்ட் (எபோக்சி அல்லது சிலிகான், n = 1.5) ஆகியவற்றுக்கு இடையிலான ஒளிவிலகல் குறியீடுகளின் பொருந்தாத தன்மை காரணமாக உயர்-பிரகாச எல். ஈ. டி. க்கள் (எச். பி. எல். இ. டி) பெரும்பாலும் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த ஒளி பிரித்தெடுத்தல் செயல்திறனால் மட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன. எச். ஆர். ஐ. பி.-ஐ காப்ஸ்யூலண்டாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் அதிக ஒளி வெளியீடுகளை அடைய முடியும். ஒளிவிலகல் குறியீட்டு ஒளிவிலகல் அளவீட்டாளர் அபே எண் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் துருவமுனைப்பு பைர்ஃபிரைன்ஜென்ஸ் லோரென்ஸ்-லோரென்ஸ் சமன்பாடு சிதறல் ஆப்டிகல் அனிசோட்ரோபி நானோ காம்போசிட் பட சென்சார் இம்மர்சன் லித்தோகிராஃபி கரிம ஒளி உமிழும் டையோடு (OLED) குறிப்புகள் மேலும் வாசிப்பு ஆப்டிகல் பொருட்கள் பாலிமர்கள்