科技日報記者 張夢然
瑞士蘇黎世聯邦理工學院化學工程師團隊在半導體微型化領域取得突破，成功將有機發光二極管（OLED）的尺寸縮小至納米級別，從而制造出世界上最微小的發光二極管。相關成果發表于新一期《自然·光子學》期刊。
微型化是半導體產業的核心驅動力，自20世紀50年代以來，計算機性能的飛躍在很大程度上得益于硅芯片上制造結構的日益微縮。
此次團隊開發的納米OLED像素直徑僅為100納米，約為現有技術的1/50，而最大像素密度可比以前高出約2500倍。這一進展為超高分辨率屏幕奠定了基礎，例如可用于近眼顯示設備，呈現遠超當前水平的銳利圖像。團隊以蘇黎世聯邦理工學院?；諡槔?，展示了由2800個納米OLED組成的圖案，其整體尺寸僅相當于一個人體細胞。
納米OLED的應用潛力不限于顯示技術，微小尺寸還可使其作為高分辨率顯微鏡的光源，用于照射樣品的亞微米級區域，通過計算機合成圖像，實現前所未有的細節呈現。此外，這些納米像素還可作為微型傳感器，有望探測單個神經細胞的信號。
當納米OLED像素間距縮小至光波波長的一半以內時，光波之間會產生相互作用，形成類似水波交匯的干涉效應。通過精確排列納米OLED，可以控制光波的相位，使相鄰像素的光相互增強或抵消。團隊已利用這一效應，將OLED發出的光束聚焦至特定角度，而非傳統OLED的全向發光。這一特性為開發高效微型激光器提供了可能，同時也能產生偏振光，后者在醫學成像等領域具有重要價值，例如用于區分健康組織與癌變組織。
在制造工藝上，團隊采用了一種特殊的氮化硅陶瓷薄膜。這種薄膜極薄且堅韌，能夠在微小面積上保持平整，從而作為納米OLED像素的模板。這一方法可直接集成到標準的光刻工藝中，與現有芯片制造流程兼容。
目前，團隊正致力于通過精確調控納米像素間的相互作用，實現相控陣光學技術，從而電子化引導和聚焦光波。這不僅能推動全息投影等技術的發展，還可能實現環繞觀眾的三維圖像顯示，為光學和顯示技術開辟全新的應用前景。
總編輯圈點
在OLED微型化領域，科研人員取得了新突破，他們將單個像素的尺寸縮小至約100納米。做得更小，就有了更多可能性。比如，可以在智能眼鏡或AR/VR設備的微小鏡片上實現超高分辨率。再比如，這些納米OLED可以成為顯微鏡的精密光源，讓我們觀察到前所未有的細節。由于納米像素的排列間距短，它們發出的光波會像水池里的漣漪一樣發生干涉效應，研究人員可以“編程”這些光波，讓它們增強或者偏向，為開發新的光學設備奠定了基礎。
