Ученые создали дисплей с нанопикселями
Китайские ученые из Чжэцзянского университета совместно с коллегами из Кембриджского университета разработали революционную технологию дисплеев, основанную на перовскитных светодиодах (PeLED). Их достижение заключается в создании самых маленьких пикселей в мире — всего 90 нанометров, что сопоставимо с размером вируса, а также в достижении рекордной плотности пикселей — 127 000 PPI (пикселей на дюйм). Это значительно превосходит существующие коммерческие решения, такие как микро-светодиодные (micro-LED) дисплеи, используемые, например, в гарнитуре Apple Vision Pro, где пиксели имеют размер около 7500 нанометров, а плотность составляет примерно 3386 PPI.
Ключевым прорывом стало использование перовскитных материалов вместо традиционных полупроводников III-V группы, которые применяются в микро-светодиодах. Перовскиты известны своей высокой эффективностью в преобразовании света и электричества, что ранее доказало свою ценность в солнечных элементах. В данном случае они позволили не только уменьшить размер пикселей до нанометрового масштаба, но и сохранить высокую эффективность.
При размерах пикселей от 3,5 до 650 микрометров PeLED демонстрировали стабильную эффективность около 20%, в то время как у традиционных микро-светодиодов этот показатель резко падает ниже 10% при уменьшении пикселей до 10 микрометров. Даже самые маленькие PeLED-пиксели (90 нм) показали эффективность около 10%, что сопоставимо с обычными светодиодами, но при значительно меньших габаритах.
Создание наноструктур в перовските требовало нового подхода, поскольку стандартные методы лазерного травления могли повредить материал. Исследователи разработали альтернативную технологию: они вырезали решетку в более прочных материалах, формирующих верхний и нижний электрические контакты, а затем заполняли промежутки перовскитом. Это позволило добиться высокой точности и минимизировать дефекты.
Перспективы и дальнейшие исследования
Хотя технология PeLED уже показала впечатляющие результаты, перед ее коммерциализацией предстоит решить несколько задач. В частности, необходимо разработать миниатюрные и детализированные схемы управления, способные работать с такими крошечными пикселями. Кроме того, важно обеспечить стабильность перовскитных материалов в долгосрочной перспективе, так как они могут быть чувствительны к внешним воздействиям.
Потенциальные области применения включают сверхчеткие дисплеи для VR/AR-устройств, медицинских приборов и компактных электронных гаджетов. Если технология будет доработана, она может стать новым стандартом в индустрии дисплеев, сочетая высокое разрешение, энергоэффективность и относительно низкую себестоимость производства.
Дальнейшие разработки в этой области могут привести к появлению принципиально новых устройств визуализации, превосходящих существующие аналоги по всем ключевым параметрам.