Impressões coloridas produzidas em impressoras contemporâneas têm uma resolução de alguns milhares de pontos por polegada (dpi), mas uma estratégia alternativa que aproveite o poder da nanotecnologia pode melhorar essa resolução em uma ordem de magnitude.

Depositar gotas de tinta em uma superfície para criar imagens coloridas é uma tecnologia centenária. Pesquisadores A * STAR agora estão testando um novo método, que usa uma série de nanoestruturas que refletem a luz da cor desejada. Como essas estruturas, ou pixels, são muito menores do que gotas de tinta, uma resolução de até 100, 000 dpi poderia, em princípio, ser alcançado.

As nanoestruturas influenciam a luz por meio das chamadas ressonâncias ópticas. No caso de metais, essas ressonâncias ópticas são devido à excitação de plasmons - a luz acopla-se fortemente a elétrons confinados espacialmente na superfície, e é absorvido ou refletido dependendo de seu comprimento de onda. O comprimento de onda de refletividade de pico, e, portanto, a cor aparente do pixel, é ajustável, alterando as dimensões das nanoestruturas.

Os materiais plasmônicos são frequentemente metais nobres, como ouro e prata, ou alumínio. Mas esses materiais são limitados pelo preço, cobertura de espectro, ou a baixa pureza da cor que refletem.

Ramón Paniagua-Domínguez do A * STAR Data Storage Institute e colegas investigam nanoestruturas semicondutoras feitas de silício. Eles medem as propriedades ópticas de uma série de discos com diâmetros variando de 50 a 250 nanômetros sob condições de iluminação adequadas para uma implementação prática.

"Comparamos a qualidade das cores geradas pelas partículas de silício com as das partículas plasmônicas de prata e alumínio, "diz Paniagua-Domínguez." Mostramos que as cores obtidas são de muito melhor qualidade em termos de matiz, gama e intensidade. "

A melhoria é porque as cores do silício não derivam de ressonâncias plasmônicas como nos metais nobres, mas sim de ressonâncias geométricas que se originam de elétrons ligados. Consequentemente, o silício é menos afetado pelas perdas de absorção do que a prata ou o alumínio e, portanto, pode produzir um espectro de refletância mais nítido, significando uma pureza de cor melhor.

A tecnologia para fabricação de nanoestruturas de silício é bem desenvolvida devido a sua ampla adoção na fabricação de eletrônicos. Graças a isso, eles foram capazes de reproduzir obras-primas como O Grito de Edvard Munch em uma área menor que um milímetro quadrado.

"Nosso foco é expandir a gama de cores para ir além do padrão amplamente adotado na indústria de exibição, "diz Paniagua-Domínguez." Também exploraremos mecanismos para controlar ativamente as ressonâncias, e, portanto, a cor, das partículas, para aproximar essa tecnologia da aplicação em telas de definição ultra-alta. "