High-refractive-index polymer
উচ্চ-প্রতিসরাঙ্ক পলিমার (এইচ. আর. আই. পি) হল এমন একটি পলিমার যার প্রতিসরাঙ্ক 1.5-এর বেশি। এই ধরনের উপকরণগুলি প্রতিফলন-বিরোধী আবরণ এবং আলোকীয় যন্ত্র যেমন আলো নির্গমনকারী ডায়োড (এল. ই. ডি) এবং চিত্র সেন্সরগুলির জন্য প্রয়োজনীয়। একটি পলিমারের প্রতিসরাঙ্ক বিভিন্ন কারণের উপর ভিত্তি করে তৈরি হয় যার মধ্যে রয়েছে মেরুকরণযোগ্যতা, শৃঙ্খলের নমনীয়তা, আণবিক জ্যামিতি এবং পলিমার মেরুদণ্ডের অভিযোজন। 2004 সালের হিসাবে, একটি পলিমারের সর্বোচ্চ প্রতিসরাঙ্ক ছিল 1.76। পলিমারগুলিতে প্রতিসরাঙ্ক বাড়ানোর জন্য পলিমার ম্যাট্রিক্সে উচ্চ মোলার ভগ্নাংশ বা উচ্চ-এন ন্যানো পার্টিকেল সহ বিকল্পগুলি চালু করা হয়েছে। বৈশিষ্ট্য প্রতিসরাঙ্ক একটি সাধারণ পলিমারের প্রতিসরাঙ্ক 1.30-1.70 হয়, তবে নির্দিষ্ট প্রয়োগের জন্য প্রায়শই একটি উচ্চতর প্রতিসরাঙ্কের প্রয়োজন হয়। প্রতিসরাঙ্কটি মনোমারের মোলার প্রতিসরাঙ্ক, কাঠামো এবং ওজনের সাথে সম্পর্কিত। সাধারণভাবে, উচ্চ মোলার প্রতিসরণশীলতা এবং কম মোলার ভলিউম পলিমারের প্রতিসরণ সূচক বৃদ্ধি করে। অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য অপটিক্যাল ডিসপারশন একটি এইচ. আর. আই. পি-র একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য। এটি আবে সংখ্যা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। একটি উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক উপাদানের সাধারণত একটি ছোট অ্যাবে সংখ্যা বা একটি উচ্চ আলোকীয় বিচ্ছুরণ থাকে। অনেক প্রয়োগের জন্য একটি উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক সহ একটি নিম্ন বায়েরিফ্রিঞ্জেন্সের প্রয়োজন হয়েছে। প্রাথমিক মনোমারে বিভিন্ন কার্যকরী গোষ্ঠী ব্যবহার করে এইচ. আর. আই. পি তৈরি করা যেতে পারে। সুগন্ধযুক্ত মনোমার উভয়ই প্রতিসরাঙ্ক বৃদ্ধি করে এবং অপটিক্যাল অ্যানিসোট্রপি এবং এইভাবে বাইরফ্রিনজেন্স হ্রাস করে। একটি উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক পলিমারের ক্ষেত্রেও একটি উচ্চ স্পষ্টতা (আলোকীয় স্বচ্ছতা) কাম্য। স্পষ্টতা নির্ভর করে পলিমার এবং প্রাথমিক মনোমারের প্রতিসরাঙ্কের উপর। তাপীয় স্থায়িত্ব তাপীয় স্থায়িত্বের দিকে তাকালে, পরিমাপ করা সাধারণ চলকগুলির মধ্যে রয়েছে কাচ রূপান্তর, প্রাথমিক পচন তাপমাত্রা, অবক্ষয় তাপমাত্রা এবং গলন তাপমাত্রার পরিসীমা। তাপীয় স্থায়িত্ব থার্মোগ্রাভিমেট্রিক বিশ্লেষণ এবং ডিফারেনশিয়াল স্ক্যানিং ক্যালোরিমেট্রি দ্বারা পরিমাপ করা যেতে পারে। পলিয়েস্টারকে তাপীয়ভাবে স্থিতিশীল বলে মনে করা হয় যার অবক্ষয় তাপমাত্রা 410 ডিগ্রি সেলসিয়াস। উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক পলিমারের পলিমারাইজেশনে ব্যবহৃত মনোমারের সাথে সংযুক্ত প্রতিস্থাপনের উপর নির্ভর করে পচন তাপমাত্রা পরিবর্তিত হয়। সুতরাং, দীর্ঘতর অ্যালকাইল প্রতিস্থাপনের ফলে তাপীয় স্থায়িত্ব কম হয়। দ্রবণীয়তা বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশন পলিমারগুলিকে পছন্দ করে যা যতটা সম্ভব দ্রাবকগুলিতে দ্রবণীয়। অত্যন্ত প্রতিসরণশীল পলিয়েস্টার এবং পলিমাইডগুলি ডাইক্লোরোমিথেন, মিথানল, হেক্সেন, অ্যাসিটোন এবং টলুইনের মতো সাধারণ জৈব দ্রাবকগুলিতে দ্রবণীয়। সংশ্লেষণ পদ্ধতি এইচ. আর. আই. পি প্রকারের উপর নির্ভর করে। মাইকেল পলিঅ্যাডিশন একটি পলিমাইডের জন্য ব্যবহৃত হয় কারণ এটি ঘরের তাপমাত্রায় করা যেতে পারে এবং ধাপে-বৃদ্ধি পলিমারাইজেশনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। এই সংশ্লেষণটি প্রথম পলিমিডোথিয়েথারগুলির সাথে সফল হয়েছিল, যার ফলে উচ্চ প্রতিসরণ সূচক সহ অপটিক্যালি স্বচ্ছ পলিমার তৈরি হয়েছিল। পলিয়েস্টার এবং পলিফসফোনেটের মতো উচ্চ প্রতিসরণ সূচক পলিমার তৈরি করতে পলিকন্ডেন্সেশন প্রতিক্রিয়াও সাধারণ। প্রকার উচ্চ প্রতিসরণ সূচকগুলি হয় উচ্চ মোলার প্রতিসরণ (অভ্যন্তরীণ এইচ. আর. আই. পি) সহ বিকল্পগুলি প্রবর্তন করে বা পলিমার ম্যাট্রিক্সের (এইচ. আর. আই. পি ন্যানো কম্পোজিট) সাথে উচ্চ-এন ন্যানো পার্টিকেলগুলিকে একত্রিত করে অর্জন করা হয়েছে। পলিমারের প্রতিসরাঙ্ক বাড়ানোর জন্য অভ্যন্তরীণ এইচ. আর. আই. পি সালফারযুক্ত বিকল্পগুলি হল রৈখিক থাইওথার এবং সালফোন, চক্রীয় থাইওফেন, থায়াডিয়াজোল এবং থিয়ানথ্রিন সহ সর্বাধিক ব্যবহৃত গোষ্ঠী। আণবিক প্যাকিংয়ের মাত্রার উপর নির্ভর করে সালফার সমৃদ্ধ থিয়ানথ্রিন এবং টেট্রাথিয়া অ্যানথ্রাসিন মোয়েটি সহ পলিমারগুলি 1.72 এর উপরে n মান প্রদর্শন করে। হ্যালোজেন উপাদান, বিশেষ করে ব্রোমিন এবং আয়োডিন, ছিল এইচ. আর. আই. পি-র বিকাশের জন্য ব্যবহৃত প্রাচীনতম উপাদান। 1992 সালে, গৌড়িয়ানা এবং অন্যান্যরা। পার্শ্বীয় ব্রোমিনেটেড এবং আয়োডিনযুক্ত কার্বাজোল বলয়যুক্ত পলিমিথাইলাক্রিলেট যৌগগুলির একটি সিরিজ রিপোর্ট করা হয়েছে। হ্যালোজেন প্রতিস্থাপনের উপাদান এবং সংখ্যার উপর নির্ভর করে তাদের 1.67-1.77 এর প্রতিসরাঙ্ক ছিল। যাইহোক, মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্সে হ্যালোজেন উপাদানগুলির সাম্প্রতিক প্রয়োগগুলি পরিবেশের সম্ভাব্য দূষণ হ্রাস করার জন্য ইউরোপীয় ইউনিয়ন কর্তৃক গৃহীত ডব্লিউ. ই. ই. ই নির্দেশিকা এবং আর. ও. এইচ. এস আইন দ্বারা মারাত্মকভাবে সীমাবদ্ধ করা হয়েছে। ফসফোনেট এবং ফসফাজেনের মতো ফসফরাসযুক্ত গোষ্ঠীগুলি প্রায়শই দৃশ্যমান আলো অঞ্চলে উচ্চ মোলার প্রতিসরণশীলতা এবং আলোকীয় সংক্রমণ প্রদর্শন করে। পলিফসফোনেটের উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক রয়েছে ফসফরাস অংশের কারণে, এমনকি যদি তাদের পলি কার্বনেটের অনুরূপ রাসায়নিক কাঠামো থাকে। শেভার এবং অন্যান্য। বিভিন্ন মেরুদণ্ডের হাড় সহ পলিফসফোনেটের একটি সিরিজ রিপোর্ট করা হয়েছে, যা 1.66-এ পলিফসফোনেটের জন্য রিপোর্ট করা সর্বোচ্চ প্রতিসরাঙ্ক পৌঁছেছে। উপরন্তু, পলিফসফোনেটগুলি ভাল তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং আলোকীয় স্বচ্ছতা প্রদর্শন করে; এগুলি প্লাস্টিকের লেন্সগুলিতে ঢালাইয়ের জন্যও উপযুক্ত। অর্গানোমেটালিক উপাদানগুলির ফলে ভাল ফিল্ম গঠনের ক্ষমতা এবং তুলনামূলকভাবে কম অপটিক্যাল বিচ্ছুরণ সহ এইচআরআইপি হয়। ফসফরাস স্পেসার এবং ফিনাইল পার্শ্ব শৃঙ্খলযুক্ত পলিফেরোসেনিলান এবং পলিফেরোসেনগুলি অস্বাভাবিকভাবে উচ্চ এন মান (এন = 1.74 এবং এন = 1.72) দেখায়। জৈব পলিমার এবং অজৈব চশমার মধ্যে তাদের মধ্যবর্তী আলোকীয় বিচ্ছুরণের কারণে এগুলি সমস্ত-পলিমার ফোটোনিক ডিভাইসের জন্য ভাল প্রার্থী হতে পারে। এইচ. আর. আই. পি ন্যানোকম্পোজিট হাইব্রিড কৌশল যা একটি জৈব পলিমার ম্যাট্রিক্সকে অত্যন্ত প্রতিসরাঙ্কিত অজৈব ন্যানোকণিকার সাথে একত্রিত করে যার ফলে উচ্চ এন মান হতে পারে। একটি উচ্চ-ন্যানোকম্পোজিটের প্রতিসরাঙ্ককে প্রভাবিত করে এমন কারণগুলির মধ্যে রয়েছে পলিমার ম্যাট্রিক্স, ন্যানো পার্টিকেল এবং অজৈব ও জৈব উপাদানগুলির মধ্যে সংকর প্রযুক্তি। একটি ন্যানোকম্পোজিটের প্রতিসরাঙ্ক যথাক্রমে ন্যানোকম্পোজিট, ন্যানোকণিকা এবং জৈব ম্যাট্রিক্সের প্রতিসরাঙ্ক হিসাবে, কোথায় এবং কোথায় দাঁড়ায় তা অনুমান করা যেতে পারে। এবং যথাক্রমে ন্যানো পার্টিকেল এবং জৈব ম্যাট্রিক্সের আয়তনের ভগ্নাংশকে উপস্থাপন করে। অপটিক্যাল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য এইচ. আর. আই. পি ন্যানো কম্পোজিট ডিজাইন করার ক্ষেত্রেও ন্যানো পার্টিকল লোড গুরুত্বপূর্ণ, কারণ অত্যধিক ঘনত্ব অপটিক্যাল ক্ষতি বাড়ায় এবং ন্যানো কম্পোজিটের প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতা হ্রাস করে। ন্যানো কণাগুলির পছন্দ প্রায়শই তাদের আকার এবং পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য দ্বারা প্রভাবিত হয়। আলোকীয় স্বচ্ছতা বৃদ্ধি এবং ন্যানোকম্পোজিটের রেলে বিচ্ছুরণ হ্রাস করার জন্য, ন্যানো কণার ব্যাস 25 ন্যানোমিটারের নিচে হওয়া উচিত। পলিমার ম্যাট্রিক্সের সাথে ন্যানো কণাগুলির সরাসরি মিশ্রণের ফলে প্রায়শই ন্যানো কণাগুলির অবাঞ্ছিত সমষ্টি ঘটে-এটি তাদের পৃষ্ঠকে পরিবর্তন করে এড়ানো হয়। এইচআরআইপি-র জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত ন্যানো কণাগুলির মধ্যে রয়েছে টিআইও2 (অ্যানাটেজ, এন = 2,25; রুটাইল, এন = 2.70), জেডআরও2 (এন = 2.10), নিরাকার সিলিকন (এন = 4.23), পিবিএস (এন = 4.20) এবং জেডএনএস (এন = 2.36)। পলিমাইডগুলির উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক রয়েছে এবং তাই প্রায়শই উচ্চ-ন্যানোপার্টিকালের জন্য ম্যাট্রিক্স হিসাবে ব্যবহৃত হয়। ফলস্বরূপ ন্যানোকম্পোজিটগুলি 1.57 থেকে 1.99 পর্যন্ত একটি সুরযোগ্য প্রতিসরাঙ্ক প্রদর্শন করে। অ্যাপ্লিকেশন চিত্র সেন্সর একটি মাইক্রোলেনস অ্যারে অপটোইলেক্ট্রনিক্স, অপটিক্যাল যোগাযোগ, সিএমওএস চিত্র সেন্সর এবং প্রদর্শনের একটি মূল উপাদান। পলিমার-ভিত্তিক মাইক্রোলেন্স তৈরি করা সহজ এবং প্রচলিত কাচ-ভিত্তিক লেন্সের তুলনায় বেশি নমনীয়। ফলস্বরূপ যন্ত্রগুলি কম শক্তি ব্যবহার করে, আকারে ছোট এবং উৎপাদন করা সস্তা। লিথোগ্রাফি এইচ. আর. আই. পি-র আরেকটি প্রয়োগ হল নিমজ্জন লিথোগ্রাফি। 2009 সালে এটি ফটোরেসিস্ট এবং উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক তরল উভয়ই ব্যবহার করে বর্তনী উৎপাদনের জন্য একটি নতুন কৌশল ছিল। ফটোরেসিস্টের n মান 1.90-এর বেশি হতে হবে। এটি দেখানো হয়েছে যে অ-অ্যারোমেটিক, সালফারযুক্ত এইচ. আর. আই. পি একটি অপটিক্যাল ফটোরেসিস্ট সিস্টেমের জন্য সেরা উপকরণ। এলইডি লাইট-ইমিটিং ডায়োড (এলইডি) হল একটি সাধারণ কঠিন-অবস্থার আলোর উৎস। এলইডি উপাদান (জিএএন, এন = 2.5) এবং জৈব এনক্যাপসুল্যান্ট (ইপোক্সি বা সিলিকন, এন = 1.5) এর মধ্যে প্রতিসরাঙ্কের অসামঞ্জস্যের কারণে উচ্চ-উজ্জ্বলতা এলইডি (এইচবিএলইডি) প্রায়শই তুলনামূলকভাবে কম আলো উত্তোলনের দক্ষতার দ্বারা সীমাবদ্ধ থাকে। একটি এইচ. আর. আই. পি-কে ক্যাপসুল্যান্ট হিসাবে ব্যবহার করে উচ্চ আলোর আউটপুট অর্জন করা যেতে পারে। আরও দেখুন প্রতিসরণ সূচক প্রতিসরণমাপক অ্যাবে সংখ্যা অপ্টোইলেক্ট্রনিক্স পোলারিজেবিলিটি বায়ারফ্রিনজেন্স লরেঞ্জ-লরেঞ্জ সমীকরণ বিচ্ছুরণ অপটিক্যাল অ্যানিসোট্রপি ন্যানোকম্পোজিট ইমেজ সেন্সর নিমজ্জন লিথোগ্রাফি জৈব আলো নির্গমনকারী ডায়োড (ওএলইডি) রেফারেন্স আরও পড়া অপটিক্যাল উপকরণ পলিমার