امکان الگوی‌سازی دقیق نقاط کوانتومی؛ ترکیب فناوری‌نانو و فتولیتوگرافنی برای ساخت نمایشگرهای میکرو ال‌ای‌دی_صبح سریع

به گزارش ستاد اختصاصی گسترش فناوری نانو، فناوری میکرو-ال‌ای‌دی به علت مزایایی چون اندازه کوچک، مصرف انرژی کم و کیفیت نوری بالا، چشم‌اندازی روشن در کاربردهای متنوعی همچون ساعت‌های هوشمند، موبایل‌های نسل سپس و هدست‌های حقیقت افزوده و مجازی دارد. اما یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها، کوچک‌سازی عناصر ال‌ای‌دی به اندازه‌های میکروسکوپی است. راه حلهای جاری همانند راه حلهای کارگاهی پرزحمت یا منفعت گیری از جوهرهای تخصصی، بعضی اوقات کیفیت نوری پیکسل‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

در این روش، از یک لایه میانی پاریلین (parylene) منفعت گیری شده که نقش محافظتی دارد و امکان حذف مکانیکی نقاط کوانتومی ناخواسته بدون نیاز به حلال‌های اضافی را فراهم می‌کند. این برداشتن خشک به طوری است که نقاط کوانتومی حذف شده قابل بازیافت‌اند و به این علت ضایعات را افت می‌دهد.

این تیم تحقیقاتی موفق شده‌اند الگوهایی با وضوح تقریباً یک میکرومتر تشکیل کنند؛ یعنی قادرند جزئیات زیاد ریز و دقیق را روی سطح با منفعت گیری از فوتولیتوگرافی بسازند. این روش برای انواع نقاط کوانتومی از جمله نقاط کوانتومی هسته-پوسته CdSe/ZnS و نقاط کوانتومی سبز پرواسکایت (perovskite) به خوبی جواب داده است.

یکی از مزایای مهم این روش، این است که نقاط کوانتومی بعد از مرحله الگوی‌سازی تحت هیچ فرآیند سخت‌افزاری یا حرارتی بیشتری قرار نمی‌گیرند و بدین ترتیب خواص درخشندگی و باریکی خط طیفی آن‌ها نگه داری می‌شود. این ویژگی برای تشکیل نمایشگرهای با کیفیت بالا که به ارامش و دقت نوری نیاز دارند، حیاتی است.

پژوهشگران اصرار می‌کنند که این روش، به علت بی‌طرف بودن نسبت به نوع مواد، امکان منفعت گیری ترکیبی از نقاط کوانتومی گوناگون را فراهم می‌کند. برای مثال، توانسته‌اند به طور پیروزی‌آمیزی نقاط کوانتومی سبز پرواسکایت را با نقاط کوانتومی قرمز CdSe/ZnS ترکیب کنند تا تصاویر چندرنگ با کیفیت عالی تشکیل شود.

سادگی و کارایی بالای این روش نویدبخش تشکیل زیاد و ارزان‌تر نمایشگرهای میکرو-ال‌ای‌دی است. با دقت به شدت رشد تقاضا برای نمایشگرهای با کیفیت و کارایی بالا در بازارهای مصرفی و صنعتی، این پیشرفت می‌تواند نقش کلیدی در گسترش فناوری‌های تازه داشته باشد و دسترسی به این محصولات را گسترده‌تر کند.

پژوهشگران دانشگاه واشنگتن اعتقاد دارند که روش تازه الگوی‌سازی خشک، نه تنها توانسته کیفیت و وضوح را به نحوه چشمگیری افزایش دهد، بلکه انعطاف‌پذیری ملزوم برای سازگاری با مواد گوناگون را نیز دارد. این دستاورد می‌تواند تحولی مهم در تشکیل نمایشگرهای نسل آینده تشکیل کند و افق‌های تازه‌ای برای فناوری میکرو-ال‌ای‌دی و دستگاه‌های نوری پیشرفته بگشاید.

این روش که بر پایه فوتولیتوگرافی و روش برداشتن خشک (dry mechanical lift-off) محکم است، امکان الگوی‌سازی دقیق نقاط کوانتومی (QDs) را فراهم می‌کند و در تازه ترین مقاله‌ای که در نشریه Light: Advanced Manufacturing انتشار شده، به طور پیروزی‌آمیزی در رنگ‌دهی و تشکیل تصاویر با وضوح بالا به کار گرفته شده است.