کوچکترین پیکسل جهان رکوردها را شکست
برای عصر جدیدی از نمایشگرهای مینیاتوری آماده شوید. دانشمندان موفق شده اند کوچکترین پیکسلی را طراحی کنند که تا به حال ساخته شده است – پیکسلی با ابعاد فقط ۳۰۰ در ۳۰۰ نانومتر – و در عین حال به اندازه کافی روشن است که با پیکسل های استاندارد امروزی مطابقت داشته باشد.
به گزارش افق میهن و به نقل از sciencealert; این تحقیق که توسط دانشمندان دانشگاه وورزبورگ آلمان انجام شد، پنجره جدیدی را روی نمایشگرهایی باز می کند که می توانند در هدست های واقعیت مجازی (VR) و عینک های واقعیت افزوده (AR) استفاده شوند.
این پیکسل جدید، که ۲۵۰ برابر نازک‌تر از ضخامت موی انسان است، می‌تواند در یک صفحه نمایش با وضوح Full HD (1080×1920) که در فضایی به اندازه یک میلی‌متر مربع قرار می‌گیرد – به اندازه‌ای کوچک که در داخل یک لنز قرار می‌گیرد و اطلاعات را درست در میدان دید کاربر هنگام راه رفتن در دنیای واقعی نمایش می‌دهد.
درخشان، کوچک و بدون سازش
این نانوپیکسل از نظر روشنایی با پیکسل های نمایشگرهای OLED رقابت می کند، در حالی که حدود ۱۶ تا ۱۷ برابر کوچکتر است. این بدان معناست که برای دستیابی به وضوح بالا نیازی به فدا کردن روشنایی ندارید.
نوآوری تیم تحقیقاتی شامل ساختار دو لایه ای از الکترودها است که یکی از آنها از طلا ساخته شده و به عنوان آنتن عمل می کند. این طراحی به جریان الکتریکی اجازه می دهد تا به طور مؤثری جریان یابد و نور تولید شده را تقویت و هدایت کند – نوری که در چنین اندازه کوچک معمولاً نمی تواند به راحتی از یک پیکسل فرار کند.
دکتر برت هچت، فیزیکدان تجربی و نویسنده اصلی این مطالعه، توضیح می دهد:
ما با کمک یک کنتاکت فلزی که جریان الکتریکی را به یک دیود ساطع کننده نور آلی وارد می کند و به طور همزمان نور تولید شده را تقویت و پخش می کند، پیکسلی برای نور نارنجی ایجاد کرده ایم که اندازه آن تنها ۳۰۰ در ۳۰۰ نانومتر است. این پیکسل به اندازه یک پیکسل OLED معمولی با ابعاد ۵ میکرومتر x5 است.
محدودیت ها چگونه برداشته شد؟
تلاش‌های قبلی برای ساخت پیکسل‌های بسیار ریز معمولاً با شکست مواجه شده‌اند، زیرا صرفاً کوچک کردن طرح‌های جریان می‌تواند میدان الکتریکی را مختل کند و در نهایت باعث از کار افتادن پیکسل شود.
در این طرح جدید، محققان با استفاده از یک الکترود طلا به عنوان آنتن و پوشاندن لبه‌های آن با یک لایه عایق، توانستند جریان را تنها از مرکز پیکسل عبور دهند.
دکتر ینس فلام، فیزیکدان تجربی، این موضوع را اینگونه توضیح می دهد:
درست مانند یک میله صاعقه، اگر طراحی OLED موجود را کوچک کنیم، جریان ها بیشتر از گوشه های آنتن خارج می شوند و نیروهای الکتریکی قوی ایجاد می کنند که در نهایت اتم های طلا را به درون ماده فوتواکتیو می کشاند.
اما “نقطه” کجاست؟
با وجود تمام موفقیت ها، برخی از چالش ها باقی مانده است. این پیکسل در حال حاضر فقط نور نارنجی ساطع می کند و بازده نوری آن حدود ۱ درصد است. محققان امیدوارند در مراحل بعدی بتوانند تمام طیف رنگ ها را پوشش دهند و کارایی را افزایش دهند.
با این حال، دستاورد کنونی چشمگیر است: این پیکسل‌ها روشنایی مشابه OLEDهای معمولی دارند، تولید پایدار و ساده هستند و سرعت پاسخگویی بالایی دارند – ویژگی‌هایی که آنها را برای استفاده در نمایشگرهای نسل بعدی بسیار امیدوارکننده می‌کند.
محققان در مقاله خود که در مجله Science Advances منتشر شده است، می نویسند:
“نتایج ما راه حلی مقیاس پذیر برای غلبه بر موانع الکترونیکی و نوری کلیدی در دستگاه های اپتوالکترونیکی در مقیاس نانو ارائه می دهد.”
