最小有機發(fā)光二極管制成納米級OLED突破

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2025-12-03 09:52:17 教育信息速報

最小有機發(fā)光二極管制成納米級OLED突破。瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的化學(xué)工程師團隊在半導(dǎo)體微型化領(lǐng)域取得突破，成功將有機發(fā)光二極管（OLED）的尺寸縮小至納米級別，制造出世界上最小的有機發(fā)光二極管。研究成果發(fā)表于《自然·光子學(xué)》期刊。

微型化是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心驅(qū)動力，自20世紀50年代以來，計算機性能的飛躍很大程度上得益于硅芯片上制造結(jié)構(gòu)的日益微縮。此次團隊開發(fā)的納米OLED像素直徑僅為100納米，約為現(xiàn)有技術(shù)的1/50，最大像素密度比以前高出約2500倍。這一進展為超高分辨率屏幕奠定了基礎(chǔ)，可用于近眼顯示設(shè)備，呈現(xiàn)遠超當(dāng)前水平的銳利圖像。團隊展示了由2800個納米OLED組成的圖案，其整體尺寸僅相當(dāng)于一個人體細胞。

納米OLED的應(yīng)用潛力不僅限于顯示技術(shù)，還可以作為高分辨率顯微鏡的光源，用于照射樣品的亞微米級區(qū)域，通過計算機合成圖像，實現(xiàn)前所未有的細節(jié)呈現(xiàn)。這些納米像素還可作為微型傳感器，有望探測單個神經(jīng)細胞的信號。當(dāng)納米OLED像素間距縮小至光波波長的一半以內(nèi)時，光波之間會產(chǎn)生相互作用，形成類似水波交匯的干涉效應(yīng)。通過精確排列納米OLED，可以控制光波的相位，使相鄰像素的光相互增強或抵消。團隊已利用這一效應(yīng)，將OLED發(fā)出的光束聚焦至特定角度，而非傳統(tǒng)OLED的全向發(fā)光。這一特性為開發(fā)高效微型激光器提供了可能，同時也能產(chǎn)生偏振光，后者在醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域具有重要價值，例如用于區(qū)分健康組織與癌變組織。

在制造工藝上，團隊采用了一種特殊的氮化硅陶瓷薄膜。這種薄膜極薄且堅韌，能夠在微小面積上保持平整，從而作為納米OLED像素的模板。這一方法可直接集成到標(biāo)準(zhǔn)的光刻工藝中，與現(xiàn)有芯片制造流程兼容。目前，團隊正致力于通過精確調(diào)控納米像素間的相互作用，實現(xiàn)相控陣光學(xué)技術(shù)，從而電子化引導(dǎo)和聚焦光波。這不僅能推動全息投影等技術(shù)的發(fā)展，還可能實現(xiàn)環(huán)繞觀眾的三維圖像顯示，為光學(xué)和顯示技術(shù)開辟全新的應(yīng)用前景。

在OLED微型化領(lǐng)域，科研人員取得了新突破，他們將單個像素的尺寸縮小至約100納米。做得更小，就有了更多可能性。比如，可以在智能眼鏡或AR/VR設(shè)備的微小鏡片上實現(xiàn)超高分辨率。這些納米OLED可以成為顯微鏡的精密光源，讓我們觀察到前所未有的細節(jié)。由于納米像素的排列間距短，它們發(fā)出的光波會像水池里的漣漪一樣發(fā)生干涉效應(yīng)，研究人員可以“編程”這些光波，讓它們增強或者偏向，這為開發(fā)新的光學(xué)設(shè)備奠定了基礎(chǔ)。

(責(zé)任編輯：0882)

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