Cristalli fotonici per i display del futuro?

Un gruppo di ricercatori della University of California ha scoperto un metodo che permette di variare il colore di piccole particelle di ossido di ferro in sospensione acquosa tramite l'impiego di campi magnetici. La scoperta potrebbe dare il la allo sviluppo e alla successiva produzione commerciale di supporti di tipo "electronic paper" cancellabili e riscrivibili e alla produzione di display a basso costo.

Queste nanoscopiche particelle, ricoperte con una sorta di guscio plastico, si dispongono in modo autonomo, all'interno della soluzione, in forma di cristalli fotonici. Per semplificare il discorso, un cristallo fotonico è la controparte, nell'ambito della luce, di un semiconduttore: il cristallo fotonico, infatti, permette il passaggio o meno di determinate lunghezze d'onda e l'applicazione di un campo magnetico fa si che le poprietà ottiche del cristallo varino di conseguenza.

In questo modo, con una accurata variazione della forza del campo magnetico, è possibile ottenere il passaggio di differenti lunghezze d'onda e, in ultima analisi, la visualizzazione di differenti colori.

Soluzioni di acqua e ossido di ferro a colorazioni differenti; l'intensità del campo magnetico cresce da sinistra verso destra

Yadong Yin, responsabile del progetto, ha dichiarato: "Questi cristalli, grazie alla riflessione della luce, possono mostrare colori brillanti. Il nostro gruppo di lavoro ha, per la prima volta, mostrato la possibilità di realizzare cristalli fotonici che possono essere regolati per mostrare tutto lo spettro visibile della luce, dal violetto al rosso".

Le particelle di ossido di ferro sono superparamagnetiche, ovvero si magnetizzano e mantengono questa caratteristica solo in presenza di un campo magnetico esterno, a differenza di ciò che avviene con le particelle ferromagnetiche, le quali mantengono le caratteristiche di magnetismo anche in assenza di campo magnetico. L'ossido di ferro, inoltre, è economico e non tossico, caratteristiche che ben si adattano ad una eventuale produzione commerciale.

Una tecnologia basata su questi principi permetterebbe la realizzazione di display a colori a basso costo, formati da milioni di piccoli pixel rappresentati dai cristalli fotonici. Un colore differente per ogni pixel può essere determinato tramite l'impiego di un campo magnetico e il vantaggio è rappresentato dal poter utilizzare un solo materiale per la produzione di ogni pixel.

I cristalli fotonici, oltre che nell'industra dei dispositivi di visualizzazione, potrebbero trovare impiego anche nel campo delle telecomunicazioni su fibra ottica e nel campo dei sistemi automatizzati con l'abbinamento a sensori ottici e laser.

Fonte: Photonics.com