Las impresoras láser comerciales suelen producir imágenes nítidas con manchas de tinta separadas por unos 20 micrómetros. resultando en una resolución de 1, 200 puntos por pulgada (ppp). Al reducir la separación a solo 250 nanómetros, aproximadamente 100 veces más pequeña, un equipo de investigación de A * STAR ahora puede imprimir imágenes a una increíble velocidad de 100, 000 ppp, la resolución más alta posible para una imagen en color. Estas imágenes podrían usarse como minúsculas etiquetas anti-falsificación o para codificar datos de alta densidad.

Para imprimir la imagen, el equipo cubrió una oblea de silicio con silsesquioxano de hidrógeno aislante y luego eliminó parte de esa capa para dejar una serie de postes verticales de aproximadamente 95 nanómetros de alto. Cubrieron estos nanopostes con capas de cromo, plata y oro (1, 15 y 5 nanómetros de espesor, respectivamente), y también recubrió la oblea con metal para actuar como un reflector.

Cada píxel de color de la imagen contenía cuatro publicaciones como máximo, dispuestas en un cuadrado. Los investigadores pudieron producir un arco iris de colores simplemente variando el espaciado y el diámetro de los postes entre 50 nanómetros y 140 nanómetros.

Cuando la luz golpea la fina capa de metal que cubre los postes, envía ondas, conocidas como plasmones, que atraviesan los electrones del metal. El tamaño del poste determina qué longitudes de onda de luz se absorben, y cuales se reflejan (ver imagen).

Los plasmones en las tapas de metal también hacen que oscilen los electrones en el retroreflector. "Este acoplamiento canaliza la energía de los discos al plano retroreflector, creando así una fuerte absorción que da como resultado que ciertos colores se resten del espectro visible, "dice Joel Yang, quien dirigió el equipo de investigadores del Instituto A * STAR de Investigación e Ingeniería de Materiales y del Instituto A * STAR de Computación de Alto Rendimiento.

Imprimir imágenes de esta manera las hace potencialmente más duraderas que las creadas con tintes convencionales. Además, Las imágenes en color no pueden ser más detalladas:dos puntos adyacentes se difuminan en uno si están más cerca de la mitad de la longitud de onda de la luz que se refleja en ellos. Dado que la longitud de onda de la luz visible oscila entre 380 y 780 nanómetros, los nanoposts están lo más cerca posible físicamente para producir una gama de colores razonable.

Aunque el proceso lleva varias horas, Yang sugiere que una plantilla para los nanoposts podría sellar rápidamente muchas copias de la imagen. “También estamos explorando métodos novedosos para controlar la polarización de la luz con estas nanoestructuras y enfoques para mejorar la pureza del color de los píxeles, " él añade.