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Píxel passivo gera cores vívidas com resolução de 85.000 dpi

Píxel passivo gera cores vívidas com resolução de 85.000 dpi
As cores são alteradas pela geometria das nanoantenas. [Imagem: Yusuke Nagasaki et al. - 10.1021/acs.nanolett.7b03421]

Píxeis de metamateriais

Até agora, os metamateriais usados para criar cores ajustáveis a partir da geometria estrutural do material têm sido fabricados usando metais.

Embora sejam bons para se obter altas resoluções, os materiais artificiais metálicos sofrem perdas de energia justamente nos comprimentos de onda visíveis, o que torna difícil otimizá-los para se obter cores realmente puras.

Por outro lado, a ressonância dos materiais feitos de silício permite alta reflectância e pureza de cor, mas vinha sendo difícil construir esses nano-metamateriais de silício.

Um trio de pesquisadores da Universidade de Osaka, no Japão, agora alcançou um controle preciso das cores usando um tipo de silício conhecido como monocristalino, o tipo mais puro do semicondutor.

"O uso do silício nos permitiu alcançar alta resolução e alta saturação. Materiais totalmente dielétricos que podem produzir píxeis coloridos individuais com alta resolução, sem mistura de cores, oferecem vantagens claras em relação aos materiais metálicos," disse o professor Junichi Takahara.

85.000 dpi

As matrizes metamateriais construídas pela equipe apresentam padrões em nanoescala que funcionam como antenas, que convertem a radiação óptica em energia localizada.

Isto permitiu gerar cores vivas completamente controladas pela geometria das antenas. A equipe também demonstrou a geração de luz branca, o que é importante para a impressão a cores realística. Além disso, a informação em duas cores torna-se inerente a cada píxel, podendo ser alternada alterando a polarização da luz incidente.

A minúscula dimensão das antenas permitiu a obtenção de resolução abaixo do comprimento de onda da luz, tudo feito dentro de matrizes unitárias de apenas 300 × 300 nanômetros - em termos de aplicações finais, isso pode ser comparado a uma impressão com uma resolução de cerca de 85.000 dpi.

Bibliografia:

All-Dielectric Dual-Color Pixel with Subwavelength Resolution
Yusuke Nagasaki, Masafumi Suzuki, Junichi Takahara
Nano Letters
Vol.: 2017, 17 (12), pp 7500-7506
DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b03421




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