Sadece 1 milimetrekareye Full HD çözünürlük sığdıran piksel üretildi

Günümüzdeki teknolojiler sürekli olarak bir küçülme sürecinden geçiyor. Akıllı saatlerden artırılmış gerçeklik (AR) gözlüklerine kadar pek çok farklı cihazın boyu giderek küçülürken, bilim insanları bir adım daha ileri giderek şimdiye kadarki en küçük pikseli geliştirmeyi başardılar.

Bu ilginç başarı, geleceğin giyilebilir ve hatta vücuda entegre edilebilir cihazları için devrim niteliğinde olabilir. Science Advances dergisinde yayımlanan yeni çalışmada araştırmacılar, radyasyonu odaklanmış enerji bitlerine dönüştüren optik antenler kullanarak bu rekor pikseli yarattıklarını söylüyorlar. Yalnızca 300×300 nanometre boyutundaki bu piksel, geleneksel bir OLED pikselinden yaklaşık 17 kat daha küçük olmasına rağmen, benzer bir parlaklık seviyesine sahip olmasıyla dikkat çekiyor.

Başka bir deyişle, bu yeni teknoloji sayesinde yalnızca bir milimetre karelik bir alana 1920 x 1080 (Full HD) çözünürlük sığdırmak teorik olarak mümkün hale geliyor. Ayrıca bu küçük pikselin kendi kendine ışık yayma yeteneği, onu özellikle yeni nesil akıllı ve taşınabilir cihazlar için hayati bir bileşen yapıyor.

Nanometre ölçeğinde parlaklık sorununu aşmak

Bilmeyenler için hatırlatmakta yarar var: Piksel, dijital görüntü gösterimindeki en küçük bilgi birim. Teorik olarak, piksel boyutu küçüldükçe, bir cihaza daha fazla piksel sığdırmak ve dolayısıyla görüntü çözünürlüğünü artırmak mümkün. Ancak mevcut OLED teknolojileri, pikselleri görünür ışığın dalga boylarının (yaklaşık 400 ila 700 nanometre) altına küçültmeye çalıştığında büyük zorluklarla karşılaşıyor.

Geleneksel OLED sistemleri, mikrometre seviyesine küçültüldüğünde elektrik dağılımında dengesizlikler ve verimlilik kayıpları yaşıyor. Almanya’daki Würzburg Üniversitesi’nden fizikçi Jens Pflaum tarafından bir basın bülteninde açıklanana göre, “Paratonerde olduğu gibi, yerleşik OLED konseptinin boyutunu küçültmek, akımların esas olarak antenin köşelerinden yayılmasına neden olacaktır.” Bu istenmeyen elektrik akımı yapıları, pikselin potansiyel olarak yok olmasına yol açabiliyor.

Yeni araştırmanın en etkileyici başarısı, bu istenmeyen yapıların, yani filamanların oluşumunu etkin bir şekilde engellemenin bir yolunu bulmuş olmaları. Ekip, merkezinde küçük dairesel bir açıklık bulunan ince, yalıtkan bir tabakayı altın bir optik antenin üzerine yerleştirdi.

Bu özel düzenleme, filaman oluşumunu önlemede şaşırtıcı derecede etkili oldu. Ayrıca, optik anten, elektromanyetik enerjinin pikselin merkezinde odaklanmasına yardımcı olarak parlaklığın artırılmasını sağladı. Çalışmanın kıdemli yazarı Bert Hecht, bu yenilik sayesinde “ilk nanopiksellerin bile ortam koşullarında iki hafta boyunca kararlı kaldığını” belirtti.

Şu an için sistem yaklaşık %1 verimlilikle çalışan bir prototip olsa da, araştırmacılar bu buluşun pikselleri küçültmenin en büyük engellerinden birini kaldırdığına inanıyor. Araştırmacılar, bu teknolojinin gelecekte ekranları ve projektörleri küçültebileceğini ve bunların gözlük çerçevelerinden kontakt lenslere kadar vücutta kullanılan cihazlara neredeyse görünmez bir şekilde entegre edilebileceğini öngörüyor.