Unos investigadores han fabricado píxeles luminosos tan pequeños que una pantalla podría alinear 21 000 en una longitud de tan solo 2,54 cm (1 pulgada).
En el centro del experimento se encuentran los puntos cuánticos. Estos diminutos cristales semiconductores, de unos pocos nanómetros de ancho, pueden emitir un color preciso cuando reciben energía. Ya se utilizan en algunas pantallas, pero fabricar patrones extremadamente finos con ellos plantea un problema: los tratamientos necesarios pueden deteriorar su superficie y reducir su rendimiento.
Píxeles de pantalla.
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Para entenderlo, la superficie de un punto cuántico está rodeada de pequeñas moléculas llamadas ligandos. Estas contribuyen a mantener sus propiedades. La fotolitografía, una técnica que utiliza la luz para dibujar patrones microscópicos, puede modificar estas moléculas. El píxel adopta entonces la forma adecuada, pero el material luminoso puede funcionar peor.
El equipo de Chang Gu, de la Academia China de Ciencias, diseñó un proceso reversible. Una primera luz conecta temporalmente los ligandos entre sí para fijar los puntos cuánticos en los lugares deseados. A continuación, otra longitud de onda permite deshacer estos enlaces. La superficie de los nanocristales recupera así una organización cercana a su estado inicial.
Este método permite separar dos etapas que antes eran difíciles de conciliar: dibujar patrones muy finos y, después, preservar las propiedades luminosas del material. En sus dispositivos electroluminiscentes, los investigadores midieron una eficiencia cuántica externa de hasta el 24,41 %. Este número corresponde a la proporción de las cargas eléctricas inyectadas que terminan convirtiéndose en fotones que salen del dispositivo.
A continuación, los investigadores llevaron la miniaturización mucho más lejos. Su dispositivo nanométrico alcanza 21 000 píxeles por pulgada, es decir, unos 827 píxeles por milímetro. Incluso con esta densidad, su eficiencia cuántica externa máxima alcanza el 17,08 %.
En la práctica, una densidad así interesa sobre todo a los dispositivos en los que la imagen debe conservar el detalle sobre una superficie diminuta. Las microdisplays situadas muy cerca del ojo, especialmente para ciertas gafas o algunos cascos, forman parte de los usos posibles. El método también podría servir para fabricar otros componentes optoelectrónicos basados en puntos cuánticos.
Ahora queda pasar de pequeños dispositivos de laboratorio a superficies más grandes, conservando al mismo tiempo la precisión del proceso. Los autores presentan su técnica como una plataforma de fabricación, por lo que aún queda por estudiar su compatibilidad con cadenas industriales y con distintos tipos de puntos cuánticos.