نانوOLEDهای ۱۰۰ نانومتری: دستیابی به تراکم پیکسلی ۵۰,۰۰۰ ppi توسط محققان سوئیسی

دانشمندان دانشگاه ETH زوریخ سوئیس موفق به ابداع کوچک‌ترین دیودهای نوری آلی (OLED) جهان شده‌اند که ابعاد آن‌ها ۱۰۰ برابر کوچک‌تر از یک سلول انسانی است. این نانوOLEDهای انقلابی، که قطری در حد ۱۰۰ نانومتر دارند، می‌توانند تراکم پیکسلی نمایشگرها را به سطحی نجومی برسانند و آینده واقعیت مجازی و حسگرهای زیستی را دگرگون سازند.

کوچک‌ترین پیکسل‌های جهان با تراکم بی‌سابقه

این دیودهای نوری جدید دارای قطری در حدود ۱۰۰ نانومتر هستند که این میزان تقریباً ۵۰ برابر کوچک‌تر از پیشرفته‌ترین پیکسل‌هایی است که امروزه در صنعت نمایشگر وجود دارند.

برای درک بهتر مقیاس این ابعاد، محققان با استفاده از ۲۸۰۰ عدد از این دیودها، لوگوی دانشگاه ETH زوریخ را بازسازی کردند. کل این لوگو تنها فضایی معادل ۲۰ میکرومتر را اشغال کرد که تقریباً برابر با اندازه یک سلول انسان است.

این فناوری، تراکم پیکسلی نمایشگرها را به عدد شگفت‌انگیز ۵۰ هزار پیکسل در هر اینچ (ppi) می‌رساند. این رقم ۲۵۰۰ برابر بیشتر از تراکم پیکسلی نمایشگرهای پیشرفته کنونی است.

راز فیزیک نوری و هدایت هوشمند نور

اهمیت این پژوهش تنها به کوچک‌بودن پیکسل‌ها محدود نمی‌شود، بلکه به فیزیک نوری حاکم بر آن نیز مربوط است. زمانی که منابع نور (پیکسل‌ها) در فاصله‌ای کمتر از نصف طول موج نور (حدود ۲۰۰ تا ۴۰۰ نانومتر) قرار می‌گیرند، امواج نوری آن‌ها با یکدیگر تعامل می‌کنند. این پدیده، که با عنوان «حد پراش» (Diffraction Limit) شناخته می‌شود، به دانشمندان این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به قطعات مکانیکی متحرک یا آینه‌ها، نور را هدایت و متمرکز کنند.

دکتر «توماسو مارکاتو»، از محققان این پژوهش، این فرایند را به انداختن دو سنگ در یک دریاچه آرام تشبیه می‌کند؛ جایی که امواج با هم برخورد و یکدیگر را تقویت یا خنثی می‌کنند.

با چیدمان هوشمندانه این نانواولدها، می‌توان جهت نور خروجی را به صورت کاملاً الکترونیکی کنترل کرد و قابلیت‌های جدیدی در اپتیک ایجاد نمود.

آینده تکنولوژی در دستان نانوOLEDها

کوچک‌شدن پیکسل‌ها در چنین مقیاسی، درهای جدیدی به روی حوزه‌های مختلف علم و تکنولوژی باز می‌کند. مهم‌ترین کاربردهای این فناوری عبارتند از:

• گجت‌های پوشیدنی: امکان ساخت عینک‌های واقعیت مجازی (VR) و واقعیت افزوده (AR) با وضوحی بسیار بالا و بدون پدیدار شدن پیکسل‌ها.
• پزشکی و آزمایشگاهی: استفاده به عنوان منبع نور در میکروسکوپ‌های پیشرفته.
• حسگرهای زیستی: ساخت حسگرهای فوق‌حساس که قادر به تشخیص سیگنال‌های تک‌سلول‌های عصبی هستند.
• نمایشگرهای سه‌بعدی: تولید نمایشگرهای هولوگرافیک سه‌بعدی واقعی.

یافته‌های کامل این پژوهش پیشگامانه در ژورنال معتبر Nature Photonics منتشر شده است.