La nuova frontiera della miniaturizzazione: display LED con pixel più piccoli di un capello

Un team di ricercatori coordinato da Baodan Zhao dell'Università di Zhejiang, in Cina, ha sviluppato i più piccoli display a LED mai realizzati, con pixel che raggiungono dimensioni incredibilmente ridotte, fino a 90 nanometri. I risultati di questa ricerca, pubblicati su Nature, rappresentano un punto di svolta particolarmente interessante e significativo nel campo della miniaturizzazione tecnologica.

I LED sono dispositivi semiconduttori che emettono luce quando vengono attraversati da una corrente elettrica. In questo caso, gli scienziati hanno utilizzato un semiconduttore basato su perovskite, un materiale noto per le sue proprietà optoelettroniche avanzate, che lo rendono adatto all'impiego in applicazioni come la realizzazione di pannelli solari.

Nel caso del progetto di ricerca dell'Università di Zhejiang, l'impiego della perovskite ha permesso ai LED di mantenere un'elevata luminosità anche quando i pixel sono stati ridotti a dimensioni microscopiche. Zhao ha dichiarato: "Oltre alla nostra curiosità scientifica, questi esperimenti dimostrano che, a dimensioni estremamente ridotte, i LED in perovskite possono ancora mantenere efficienze ragionevoli". I ricercatori evidenziano che in questo modo i LED in pervoskite possono avere un vantaggio rispetto ai LED realizzati con tecniche convenzionali.

Fonte: Nature

I ricercatori hanno inizialmente creato un display monocromatico con pixel larghi meno di 100 micrometri, circa la larghezza di un capello umano. Successivamente, sono riusciti a ridurre ulteriormente le dimensioni dei pixel fino a 90 nanometri, comparabili alla grandezza di un virus e troppo piccoli per essere risolti anche dai microscopi ottici più potenti.

Le capacità di miniaturizzazione dei componenti elettronici rappresenta un elemento chiave per il progresso tecnologico. Nel caso specifico dei LED, la miniaturizzazione ha incontrato alcuni ostacoli laddove l'uso di semiconduttori tradizionali porta ad una generale perdita di efficienza quando le dimensioni dei pixel scendono al di sotto dei 10 micron, con la conseguente difficoltà di un impiego commerciale.

In questo contesto, i LED in perovskite rappresentano una soluzione promettente: i display micro-LED e nano-LED in perovskite sviluppati dal team cinese hanno mantenuto un'efficienza quantica esterna media del 20% su una vasta gamma di dimensioni dei pixel, molto vicina a quella dei LED di dimensioni convenzionali.

Quanto realizzato dai ricercatori apre nuove possibilità anche per display a colori, sebbene la loro realizzazione sia più complessa. Com'è facile intuire, inoltre, pixel di tali dimensioni possono consentire la realizzazione di display ad elevatissima densità (i display realizzati dai ricercatori hanno raggiunto una densità record di 127.000 pixel per pollice), ideali ad esempio per i visori di realtà virtuale o mista.