Cyhoeddiad y mis - mis Mai
Draw yng Nghanolfan Technoleg OpTIC yn Llaneurgain, gogledd Cymru, mae’r timau’n ymgymryd â gweithgynhyrchu cydrannau optigol mawr, cymhleth, gydag OpTIC yr unig un sy’n gweithgynhyrchu’r cydrannau mawr hyn sydd hyd at 2m mewn diamedr, yn y DU! Mae’r tîm ymchwil a datblygu, mewn cydweithrediad gyda’r diwydiant, yn arwain y ffordd mewn cotiau ffilm tenau, datblygu cynnyrch newydd a phrosesau ar gyfer amrywiaeth eang o gymwysiadau diwydiannol. Mae erthygl ddiweddar yn y cyfnodolyn Surface and Interfaces o’r enw “Electron Beam Ion-Assisted Deposition of SiO₂–TiO₂ Broadband Antireflection Coatings: Substrate Temperature Effect on Optical Properties” yn siarad am gotiau gwrth adlewyrchol yn cael eu cymhwyso gan ddefnyddio ïonau pelydr electron a dadansoddiad o’u trosglwyddiad gorau posib. Ymgymerwyd â’r gwaith ymchwil mewn cydweithrediad gyda chydweithwyr ym Mhrifysgolion Bangor ac Aberystwyth, gyda’n tîm ymchwil mewnol yn cynnwys Dr Omprakash Muthusamy, Dr Yasir Joya, Yr Athro Richard Day, a Dr Chris Nyamayaro.
Cotiau gwrthadlewyrchol
Mae gwella effeithlonrwydd optigol mewn technolegau, megis paneli solar perfformiad uchel a laserau uwch, yn golygu mwyhau cyfaint y goleuni sy’n mynd drwy’r gwydr, drwy leihau’r golau sy’n cael ei adlewyrchu i ffwrdd oddi wrth y gwrthrych. Dyma ble mae defnyddio cotiau gwrthadlewyrchol yn dod yn bwysig, drwy ychwanegu haenau tenau at wrthrychau gwydr, mae’n galluogi i fwy o oleuni fynd drwyddo yn hytrach nag adlewyrchu oddi arno, a thrwy hynny gynyddu effeithlonrwydd.
Yr Astudiaeth Hon
Yn yr erthygl, mae’r tîm yn egluro bod y cotiad gwrth adlewyrchu a wneir o silicon deuocsid (SiO₂) a thitaniwm diocsid (TiO₂) yn effeithiol gan fod ganddynt dryloywder uchel, ac mae’r ddau ddeunydd yn plygu golau mewn ffordd wahanol, sy’n golygu eu bod yn gweithio mewn ffordd atodol er mwyn galluogi i fwy o olau fynd drwyddo. Disgrifir y deunyddiau hyn fel “heb fod yn wenwynig, digonedd ohonynt ar y ddaear, yn sefydlog yn gemegol ac yn thermol, ac yn gost isel”. Gellir cymhwyso’r cotiad gwrth adlewyrchol aml-haen yma gan ddefnyddio amrywiol dechnegau dyddodi a chafodd dull o’r enw pelydr electron dyddodiad wedi’i gynorthwyo ïonau ei ddefnyddio yn ystod yr astudiaeth, sy’n galluogi rheolaeth fanwl gywir dros y dull creu haenau, sy’n cynhyrchu gyda safon uchel, ac sy’n addas ar gyfer cymhwysiad diwydiannol.
Nod yr astudiaeth oedd egluro sut y gall tymheredd y gwrthrych gwydr sydd yn y safle cywir yn ystod cotiad yn rheoli micro strwythur yr arwynebedd ac uniondeb rhyngwynebol yn ystod dyddodiad, heb fod angen triniaethau ôl-brosesu er mwyn cyflawni trosglwyddiad optigol gwell.
Canfyddiadau
Canfu profi (gan gynnwys adlyniad a heneiddio) y cotiad adlewyrchol ar amrywiol dymhereddau dyddodi bod:
- Tymheredd y gwrthrych sy’n cael ei orchuddio gyda’r cotiad gwrthadlewyrchol yn chwarae rhan hanfodol mewn perfformiad dilynol
- Mae’r trosglwyddiad gorau a’r adlewyrchiad lleiaf yn cael eu cyflawni pan mae’r gwydr wedi’i gynhesu i 160-180°C yn ystod cotiad
- Arweiniodd tymereddau sy’n uwch na 200°C at lai o effeithlonrwydd, a diffygion
- Mae cymhwysiad rhwng tymheredd o 160-180°C yn cynhyrchu canlyniadau gwrth adlewyrchu sy’n addas ar gyfer gweithgynhyrchu optigau trothwy niwed uchel a chymwysiadau ynni solar effeithlonrwydd uchel
- Parhaodd yr arwynebedd i fod yn esmwyth ac yn ddwys ar y tymereddau yma, sy’n cefnogi effeithiolrwydd
- Cafodd natur wlychadwy’r cotiadau SiO₂–TiO₂ eu hasesu a chanfuwyd y gall y cotiadau a gymhwyswyd ar y tymereddau gorau posib o 160-180°C fod yn addas at bwrpas hunan-lanhau ar gyfer cell solar, sy’n gallu helpu i gynnal trosglwyddiad uchel mewn amgylchiadau gweithredu go iawn.
Casgliad
Mae gwneud newidiadau i dymheredd y cotiadau yn ystod gweithgynhyrchu, yn hytrach na defnyddio triniaethau ôl-gynhyrchu, yn arwain at ffordd effeithlon, gost-effeithiol o wneud cotiau gwrthadlewyrchol eglur a chryf ar gyfer eu cymhwyso mewn diwydiant. Mae'r ymchwil yn dangos bod cymhwyso’r cotiadau SiO₂–TiO₂, gan ddefnyddio dyddodiad pelydr electron wedi’i gynorthwyo gan ïonau gyda’r gwrthrych wedi’i gynhesu i’r ffenestr orau posib o 160–180°C, yn esgor ar ganlyniadau cryf.