Plasmonische Pixel: Neue Technik ermöglicht Nanometer-große Bildpunkte

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Plasmonische Pixel sollen Displays der Zukunft möglich machen

Forscher der Universität Stuttgart arbeiten aktuell an einer Technik rund um plasmonische Pixel. Dadurch sollen extrem farbechte und hochauflösende Bildschirme möglich werden.

So heißt es seitens einer Mitteilung der deutschen Universität, dass aktuelle Bildpunkte zu groß seien, um das volle Potenzial ultrahochauflösenden Materials auszuschöpfen. An diesem Problem haben Physiker der Universität Stuttgart gearbeitet und erstmals Schaltprozesse mit bisher nicht genutzter Nanometerauflösung vermessen. Auf Basis der Forschung wäre die Entwicklung neuer, innovativer Bildschirme möglich.

So wird aktuell weltweit daran geforscht, wie man die Pixel / Bildpunkte / Farbklekse physisch verkleinern kann, um noch höhere Auflösungen zu erzielen. Und da ist die Nanoplasmonik eben ein vielversprechender Ansatz. Dabei werden laut der Universität die optischen Streueigenschaften Nanometer-großer metallischer Partikel genutzt. Denn jene Metallpartikel können besonders reine Farben erzeugen. Variiert man nun deren Größe, lassen sich Farben über das sichtbare Spektrum hinaus erzeugen.

Die gestreuten Farben lassen sich mit den passenden Phasenübergangsmaterialien steuern, was Pixel in Nanometergröße ermöglicht, deren Farben sich ein- und ausschalten lassen. Vielversprechend erscheint den Forschern da als Phasenübergangsmaterial derzeit Magnesium, da es in großen Mengen günstig zu haben ist und mit Hilfe von Wasserstoff zu einem dielektrischen Isolator geschaltet werden kann – also von einem farbig erscheinenden zu einem durchsichtigen Partikel.

Produkte für den Massenmarkt sind noch weit entfernt

Schwierig ist an der ganzen Angelegenheit, dass die Prozesse auf der Nanoskala derzeit noch erforscht werden müssen. So gibt es Regionen, in denen das weitere Schalten behindert, verlangsamt oder ganz unterbunden wird. Am Phasenübergang vom metallischen Magnesium zu dielektrischem Magnesiumhydrid kommt es nämlich zu einer starken Ausdehnung des Volumens und zur Ausbildung dieser sogenannten Diffusionsbarrieren. Dadurch kann man das ganze Verfahren also noch nicht sicher kontrollieren.

In Stuttgart ist es aber nun erstmals gelungen die Prozesse zu vermessen, um die Einflüsse auf die Schaltprozesse besser zu analysieren und zu verstehen. Darauf aufbauend könnte man nun versuchen die Materialeigenschaften erheblich zu verbessern. Die Wissenschaftler sind optimistisch und nehmen an, dass auf Basis der Techniken z. B. holographische 3D-VR-Brillen in wenigen Jahren Realität werden könnten. Warten wir es aber mal ab, denn noch sind freilich keine Produkte für den Massenmarkt in der Entwicklung.

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