Nanostruktureringsteknologi skaber energieffektive og ultrasmå skærme

Forskere fra University of Michigan har skabt de mindste tilgængelige pixels, der vil aktivere LED, projekterede og bærbare skærme for at være mere energieffektive med mere lysmanipulation mulig og alt sammen på en skærm, der i sidste ende kan være så lille som et frimærke.

Denne seneste nanostruktureringsteknologi til luftvåbnet udviklet af Dr. Jay Guo, lektor i afdelingen for elektroteknik og datalogi ved University of Michigan og hans kandidatstuderende forskere, Ting Xu, Yi-Kuei Wu og samarbejdspartner Dr. Xiangang Luo inkluderer et nyt farvefilter lavet af nanotynde plader af metal-dielektrisk-metal-stabel, som har perfekt formede slidser, der fungerer som resonatorer. De fanger og transmitterer lys og omdanner pixels til effektive farvefiltreringselementer.

Pixels skabt af denne teknologi er ti gange mindre end hvad der nu er på en computerskærm og otte gange mindre end dem på en smartphone. De bruger eksisterende lys mere effektivt og gør det unødvendigt at bruge polariserende lag til flydende krystalskærme (LCD'er). De gør det muligt at bruge baggrundsbelysningen på LED'en mere effektivt. Forud for denne teknologi, LCD'er havde to polariserende lag, et farvefilterark, to lag elektrode-snøret glas og et flydende krystal lag, men kun omkring fem procent af baggrundsbelysningen nåede frem til seeren.

Forskningen udnytter nanofotoniske enheder ved hjælp af plasmoniske strukturer.

"De fleste af anvendelserne af den nye teknologi lider under absorptionstabet ved tilstedeværelsen af ​​metalstruktur, der er en integreret del af plasmoniske enheder, " sagde Guo.

Imidlertid, tabet i struktur kan styres til at producere nyttige enheder, der er værdifulde for luftvåbnet, som overvejer teknologien, der skal bruges som en del af virtuelle skærme integreret i piloternes forruder.

I den nærmeste fremtid, forskerne forventer at bruge nanoimprint litografi til at begynde at lave den næste generation af farvefiltre.

"Vi håber at vise, at fremstillingen af ​​disse strukturer kan skaleres op til store områder og kan være meget omkostningseffektive, " sagde Guo.

Ifølge Dr. Gernot Pomrenke, AFOSR-programlederen, der fører tilsyn med Guos forskning, mange forsvars- og rumfartsapplikationer kræver unikke billedbehandlingsteknikker og kompakte systemer. Han bemærkede, at plasmonics i løbet af de sidste mange år er blevet et betydeligt forskningsområde for at udforske nye muligheder for sådanne systemer.

"Denne forskergruppe har været i stand til at udnytte lys mere effektivt gennem deres tilgang og bringe fordele til sansning, sagde Pomrenke. Prof. Guo har også været førende inden for nanoimprint-litografi for hurtigere at skabe de mindre mønstre og strukturer for mere omkostningseffektiv systemfremstilling og integration."