日本研究人員利用單晶硅對(duì)可見光進(jìn)行精確的顏色控制

到目前為止，利用結(jié)構(gòu)幾何學(xué)產(chǎn)生可調(diào)色光線的超材料都是以金屬材料為基礎(chǔ)制備而成的。雖然該種材料可有效的實(shí)現(xiàn)高分辨率，但是金屬材料在可見光波長下具有固有的能量損失，這使得優(yōu)化光線顏色純度具有一定挑戰(zhàn)性。相比之下，硅材料的共振能夠?qū)崿F(xiàn)可見光的高反射率和高純度。

日本大阪大學(xué)的三名研究人員最近展示了使用單晶硅對(duì)可見光進(jìn)行精確的顏色控制，該研究成果發(fā)表在納米快報(bào)上。研究通訊作者Junichi Takahara說：“使用硅片使我們能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率和高飽和度。 全介電材料能夠以高分辨率生產(chǎn)單個(gè)彩色像素，無混色，與金屬材料相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。”超材料陣列具有納米級(jí)圖案，可用作天線，將光輻射轉(zhuǎn)換為局部能量。使用電子束光刻來制造掩模，可保護(hù)硅表面免受隨后的等離子體蝕刻損傷。該團(tuán)隊(duì)能夠生成完全由天線幾何形狀控制的生動(dòng)色彩的可見光，同時(shí)也可生成白光，這對(duì)于全色打印非常重要。另外，雙色信息的每個(gè)像素是固有的，并且可以通過改變?nèi)肷涔獾钠駚韺?shí)現(xiàn)顯示。通過在300×300納米的單位區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生清晰可辨的黃色和藍(lán)色棋盤圖案可以實(shí)現(xiàn)亞波長分辨率，最終可實(shí)現(xiàn)約85000dpi的打印質(zhì)量。

該團(tuán)隊(duì)采用納米級(jí)顏色適當(dāng)?shù)挠∷⒓夹g(shù)，在最小寬度納米塊中寫入“RGB”，以驚人的效果成功展示了該技術(shù)對(duì)顏色的控制能力?！拔覀兊墓ぷ鹘沂玖送ㄟ^蝕刻單晶硅也可能達(dá)到高度的精確度，”該研究的主要作者Yusuke Nagasaki說，“模擬計(jì)算和實(shí)驗(yàn)反射率值之間的一致性也使我們對(duì)所創(chuàng)造技術(shù)的強(qiáng)大性質(zhì)飽含信心?！毕袼氐碾p色屬性提供了創(chuàng)建重疊圖像的可能性，以及最大化編碼到陣列的特定區(qū)域中的信息。這項(xiàng)工作顯示了防偽技術(shù)和三維顯示等先進(jìn)顯示技術(shù)的潛力。