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技術方面實現重大突破。該團隊成功將有機發光二極管尺寸縮減至納米級別，創造出目前全球最微小的有機發光二極管。這項研究成果已刊登在最新一期《自然·光子學》期刊上。
研究團隊開發的納米OLED像素直徑僅為100納米。這一尺寸約為現有技術的五十分之一。最大像素密度相比以前提高約2500倍。該技術為超高分辨率屏幕的發展奠定了堅實基礎。這種屏幕可應用于近眼顯示設備，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校徽為例進行了技術展示。由2800個納米OLED組成的圖案，整體尺寸僅相當于一個人體細胞。這一演示充分證明了該技術的精密程度和實用潛力。
蘇黎世聯邦理工學院的這個標志由2800個納米發光二極管組成，其高度為20微米，類似于一個人類細胞的大小。單個像素的測量值約為0.2微米（200納米）。（圖片：Amanda Paganini / ETH Zürich）
一個由有機納米發光二極管構成的像素字段以每英寸50,000像素的分辨率展示了ETH標志 (圖片來源: Jiwoo Oh / ETH Zürich; Nature Photonics)
納米OLED的應用范圍遠不止顯示技術領域。微小尺寸使其能夠作為高分辨率顯微鏡的精密光源使用。通過照射樣品的亞微米級區域，配合計算機合成圖像技術，可實現前所未有的細節呈現效果。據悉，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。這種作用形成類似水波交匯的干涉效應。通過精確排列納米OLED，研究人員可以控制光波的相位。使相鄰像素的光相互增強或抵消成為可能。
團隊已利用這一效應將OLED發出的光束聚焦至特定角度。這改變了傳統OLED的全向發光特性。該特性為開發高效微型激光器提供了新的可能性。與此同時，該技術還能產生偏振光。偏振光在醫學成像等領域具有重要價值，可用于區分健康組織與癌變組織。
在制造工藝方面，團隊采用了特殊的氮化硅陶瓷薄膜技術。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像素的制造模板。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實現良好兼容。
目前，研究團隊正致力于通過精確調控納米像素間的相互作用來實現相控陣光學技術。該技術能夠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效果，為光學和顯示技術開辟全新的應用前景。
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