瑞士制成最小有機(jī)發(fā)光二極管納米技術(shù)新突破

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2025-12-03 11:07:48 教育信息速報(bào)

瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的化學(xué)工程師團(tuán)隊(duì)在半導(dǎo)體微型化領(lǐng)域取得突破，成功將有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）的尺寸縮小至納米級(jí)別，制造出世界上最微小的有機(jī)發(fā)光二極管。相關(guān)成果發(fā)表于新一期《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(dòng)力，自20世紀(jì)50年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)性能的飛躍在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(tuán)隊(duì)開(kāi)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，最大像素密度可比以前高出約2500倍。這一進(jìn)展為超高分辨率屏幕奠定了基礎(chǔ)，例如可用于近眼顯示設(shè)備，呈現(xiàn)遠(yuǎn)超當(dāng)前水平的銳利圖像。團(tuán)隊(duì)展示了由2800個(gè)納米OLED組成的圖案，其整體尺寸僅相當(dāng)于一個(gè)人體細(xì)胞。

納米OLED的應(yīng)用潛力不僅限于顯示技術(shù)。微小尺寸使其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(jí)區(qū)域，通過(guò)計(jì)算機(jī)合成圖像，實(shí)現(xiàn)前所未有的細(xì)節(jié)呈現(xiàn)。這些納米像素還可作為微型傳感器，有望探測(cè)單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的信號(hào)。

當(dāng)納米OLED像素間距縮小至光波波長(zhǎng)的一半以?xún)?nèi)時(shí)，光波之間會(huì)產(chǎn)生相互作用，形成類(lèi)似水波交匯的干涉效應(yīng)。通過(guò)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(qiáng)或抵消。團(tuán)隊(duì)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(kāi)發(fā)高效微型激光器提供了可能，同時(shí)也能產(chǎn)生偏振光，在醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域具有重要價(jià)值，例如用于區(qū)分健康組織與癌變組織。

在制造工藝上，團(tuán)隊(duì)采用了一種特殊的氮化硅陶瓷薄膜。這種薄膜極薄且堅(jiān)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(tuán)隊(duì)正致力于通過(guò)精確調(diào)控納米像素間的相互作用，實(shí)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(dòng)全息投影等技術(shù)的發(fā)展，還可能實(shí)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(kāi)辟全新的應(yīng)用前景。

(責(zé)任編輯：0882)

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