日本利用硅納米陣列實現亞波長解析度的高純度可見光

到目前為止，利用結構幾何學產生可調色光線的超材料都是以金屬材料為基礎製備而成的。雖然該種材料可有效的實現高解析度，但是金屬材料在可見光波長下具有固有的能量損失，這使得優化光線顏色純度具有一定挑戰性。相比之下，硅材料的共振能夠實現可見光的高反射率和高純度。

日本大阪大學的三名研究人員最近展示了使用單晶硅對可見光進行精確的顏色控制，該研究成果發表在納米快報上。

研究通訊作者Junichi Takahara說：「使用矽片使我們能夠實現高解析度和高飽和度。 全介電材料能夠以高解析度生產單個彩色像素，無混色，與金屬材料相比具有明顯的優勢。」

超材料陣列具有納米級圖案，可用作天線，將光輻射轉換為局部能量。使用電子束光刻來製造掩模，可保護硅表面免受隨後的等離子體蝕刻損傷。該團隊能夠生成完全由天線幾何形狀控制的生動色彩的可見光，同時也可生成白光，這對於全色列印非常重要。另外，雙色信息的每個像素是固有的，並且可以通過改變入射光的偏振來實現顯示。通過在300×300納米的單位區域內產生清晰可辨的黃色和藍色棋盤圖案可以實現亞波長解析度，最終可實現約85000dpi的列印質量。

該團隊採用納米級顏色適當的印刷技術，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對顏色的控制能力。「我們的工作揭示了通過蝕刻單晶硅也可能達到高度的精確度，」該研究的主要作者Yusuke Nagasaki說，「模擬計算和實驗反射率值之間的一致性也使我們對所創造技術的強大性質飽含信心。」

像素的雙色屬性提供了創建重疊圖像的可能性，以及最大化編碼到陣列的特定區域中的信息。這項工作顯示了防偽技術和三維顯示等先進顯示技術的潛力。

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