編譯/VR陀螺

近日，美國麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員宣布開發(fā)出了一種將鹵化物鈣鈦礦納米晶體集成到納米級(jí)器件中的新技術(shù)。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)LED（nanoLED）的精確生長(zhǎng)，在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)顯示器中具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

鹵化物鈣鈦礦是一組以其優(yōu)異的光電特性而聞名的材料，使其成為高性能太陽能電池、激光器和發(fā)光二極管（LED）的理想材料。

迄今為止，在納米尺度上整合這些材料一直是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，因?yàn)樗鼈兊男再|(zhì)脆弱，在傳統(tǒng)制造工藝中容易損壞。為了克服這一障礙，麻省理工學(xué)院的研究人員設(shè)計(jì)了一種技術(shù)，可以在現(xiàn)場(chǎng)精準(zhǔn)生長(zhǎng)單個(gè)鹵化物鈣鈦礦納米晶體，并將其位置控制在50納米以內(nèi)（一張紙的厚度為10萬納米）。

圖源：MIT

據(jù)麻省理工學(xué)院稱，這種創(chuàng)新的新方法不僅能精準(zhǔn)控制納米晶體的位置，還能控制它們的尺寸，這直接影響到它們的特性和性能。通過在局部生長(zhǎng)具有所需特征的材料，無需可能造成損壞的傳統(tǒng)光刻圖案步驟。

麻省理工學(xué)院指出，該技術(shù)具有可擴(kuò)展性、通用性和與傳統(tǒng)制造步驟的兼容性，因此適用于將納米晶體集成到具有納米級(jí)功能的器件中。研究人員成功地利用這種方法制造出了納米級(jí)LED（nanoLED）陣列，這種LED在電激活時(shí)會(huì)發(fā)光。這些陣列有望應(yīng)用于光通信和計(jì)算、無透鏡顯微鏡、量子光源以及用于AR和VR的高密度、高分辨率顯示器。

研究人員的研究方法包括創(chuàng)建一個(gè)帶有小孔的納米級(jí)模板，這些小孔包含晶體生長(zhǎng)的化學(xué)過程。通過修改模板的表面和小孔內(nèi)部，研究人員能夠控制一種被稱為“潤(rùn)濕性”的特性，確保含有過氧化物晶體材料的溶液被限制在小孔內(nèi)。

這些孔的形狀在決定納米晶體的定位方面起著至關(guān)重要的作用。通過改變孔的形狀，研究人員能夠設(shè)計(jì)出納米級(jí)的力，使晶體優(yōu)先放置在所需的位置。此外，他們還發(fā)現(xiàn)可以通過調(diào)整孔的大小來精準(zhǔn)控制晶體的尺寸。

“我們的工作表明，開發(fā)新的工程框架將納米材料集成到功能納米器件中至關(guān)重要。通過突破納米制造、材料工程和器件設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)界限，這些技術(shù)可以讓我們?cè)跇O端納米尺寸上操縱物質(zhì)，幫助我們實(shí)現(xiàn)非常規(guī)設(shè)備平臺(tái)，這對(duì)于滿足新興技術(shù)需求非常重要，”Landsman 電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué) (EECS) 職業(yè)發(fā)展助理教授、電子研究實(shí)驗(yàn)室 (RLE) 成員，也是描述這項(xiàng)工作的新論文的資深作者Farnaz Niroui說道。

該研究成果發(fā)表在《Nature Communications》上，來自電氣工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)和化學(xué)工程的研究人員參與了這項(xiàng)跨學(xué)科工作。這項(xiàng)工作得到了美國國家科學(xué)基金會(huì)和麻省理工學(xué)院量子工程中心的部分支持。

麻省理工學(xué)院表示，該研究小組計(jì)劃探索這些微小光源的進(jìn)一步應(yīng)用，并測(cè)試微型化的極限，以便有效地將它們納入量子系統(tǒng)。麻省理工學(xué)院表示，除了納米級(jí)光源，該工藝還為開發(fā)基于鹵化物鈣鈦礦的片上納米器件帶來了其他機(jī)會(huì)。

來源：auganix.org