Плазмонная технология увеличивает разрешение изображения в 100 раз

Обычные пигменты избирательно поглощают свет в зависимости от длины волны. Например, красные чернила больше всего поглощают в зеленом и синем спектральных диапазонах. Тот же эффект можно получить в значительно меньшем масштабе, используя массивы металлических наноструктур. Свет с определенной длиной волны возбуждает в таких структурах коллективные колебания свободных электронов — плазмонный резонанс.

Применение металлических наноструктур вместо чернил позволяет повысить разрешение цветных изображений в сотню раз. Максимально возможное разрешение, соответствующее дифракционному пределу для света, критично для технологий хранения данных, цифровой визуализации и безопасности.

Практичную схему существенного увеличения количества цветов, генерируемых массивами мельчайших алюминиевых дисков, продемонстрировали сотрудники Института материаловедения A*STAR (Сингапур). Статья по результатам их работы опубликована в журнале Nano Letters.

Джоэль Янг (Joel Yang) и Шон Тан (Shawn Tan) с помощью электронного луча изготовили массив стержней высотой примерно 100 нм, а затем покрыли их верхушки и промежутки между ними алюминием. В таком массиве за пиксель принимали квадрат со стороной 800 нм, образованный четырьмя алюминиевыми нанодисками.

Поскольку частота плазмонного резонанса зависит от размеров наноструктур, изменяя диаметр всех четырех алюминиевых нанодисков в пикселе ученые смогли получить примерно 15 различных цветов. Этого было явно недостаточно для качественного воспроизведения полноцветных изображений.

Затем, количество оттенков превысило 100 — для этого изменяли размеры диаметрально противоположных дисков в пикселе. В конечном итоге, ученые нашли способ генерировать более 300 цветов, одновременно варьируя диаметр всех четырех дисков и расстояние между смежными дисками в пикселе.

«Этот метод аналогичен получению полутонов при струйной печати и обеспечивает широкую гамму цветов», — комментирует Янг.

Исследователи продемонстрировали эффективность расширенной палитры на примере картины Клода Моне. Репродукция с заметно улучшенной цветопередачей получилась меньше оригинала в 2600 раз и имела в ширину всего 300 мкм.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI