Riley Shurvinton soutiendra sa thèse intitulée "Design and optimization of multilayer coatings for the generation of colorimetric effects" le 2 Novembre 2022 à 10h00 en salle Pierre Cotton de l’Institut Fresnel.
La présentation et les slides seront en anglais et la thèse sera accessible via Zoom pour les personnes ne pouvant se déplacer.
Encadrants : Fabien Lemarchand, Antonin Moreau et Julien Lumeau, Institut Fresnel
Résumé : Compte tenu du rôle majeur de la vue pour l’homme, la couleur joue un rôle important dans notre vie. Le contrôle des couleurs et la génération de nouveaux effets associés ont des applications évidentes pour l’art, le design et les produits commerciaux, mais peuvent également avoir des applications plus techniques, comme les dispositifs d’affichage, les éléments de sécurité sur les documents imprimés et l’écriture d’informations à l’échelle microscopique. Les composants à base de couches minces constituent une voie prometteuse pour le contrôle des couleurs. Ceux-ci peuvent être utilisés pour adapter précisément la réflexion ou la transmission d’une surface afin de générer des couleurs à haute saturation et contrôlées avec précision. Ils permettent également de produire des effets uniques tels que l’iridescence angulaire ou des changements de couleur "actif" exploitant le changement d’indice de réfraction des matériaux à changement de phase. Un empilement de quatre couches utilisant Ag, SiO2 et Ti est présenté pour le contrôle de la couleur et la génération de couleurs à haute saturation et luminance. Une caractérisation a été effectuée pour ces trois matériaux, avec une attention particulière pour la couche semi-transparente de Ti. Pour cela, nous avons utilisé une méthode basée sur la génération d’interférences et l’avons ajustée à un modèle d’indice de réfraction combiné Forouhi-Bloomer et Drude modifié (FB-MD). Nous avons obtenu la dispersion d’indice de réfraction de couches minces de Ti sur une plage de longueurs d’onde de 370 à 835 nm pour des couches de 6 à 100 nm d’épaisseur. Des revêtements de couleur rouge/vert/bleu et cyan/magenta/jaune ont été conçus à partir de ces matériaux. Nous avons exploré les limites théoriques et expérimentales des revêtements simples à quatre couches (métal/diélectrique/métal/diélectrique) en termes de luminance et de chroma, et avons montré des performances proches ou supérieures aux limites des couleurs de peintures connues. Dans les expériences, les traitements multicouches déposés (fabriqués par dépôt par faisceau d’électrons) ont montré un accord très proche avec les résultats simulés, démontrant une caractérisation précise des couches minces. Des paires de traitement métamériques ont été démontrées à la fois à une incidence normale et oblique, montrant un comportement étroitement contrôlé des traitements à différents angles d’incidence. En outre, la possibilité d’utiliser des matériaux actifs avec un changement d’indice exploitable a été étudiée. Les conceptions de traitements utilisant Sb2S3 ont été conçus. Il a été démontré que le Sb2S3 possède des propriétés supérieures pour la conception de revêtements à variation de couleur, et peut être utilisé dans différentes configurations pour créer différents effets, permettant un large décalage de teinte avec la possibilité de définir une large gamme intermédiaire pour une large gamme de couleurs. Dans les expériences, un très bon accord a été démontré entre les résultats simulés et mesurés des empilements déposés.
ResearchGate
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