Las impresiones en color producidas en impresoras contemporáneas tienen una resolución de algunos miles de puntos por pulgada (ppp), pero una estrategia alternativa que aproveche el poder de la nanotecnología puede mejorar esta resolución en un orden de magnitud.

El depósito de gotas de tinta en una superficie para crear imágenes en color es una tecnología centenaria. Los investigadores de A * STAR están probando un nuevo método, que utiliza una serie de nanoestructuras que reflejan la luz del color deseado. Como estas estructuras, o píxeles, son mucho más pequeñas que las gotas de tinta, una resolución de hasta 100, 000 dpi podría, en principio, ser logrado.

Las nanoestructuras influyen en la luz a través de las llamadas resonancias ópticas. En el caso de los metales, estas resonancias ópticas se deben a la excitación de los plasmones:la luz se acopla fuertemente a los electrones confinados espacialmente en la superficie, y se absorbe o se refleja dependiendo de su longitud de onda. La longitud de onda máxima de reflectividad, y, por tanto, el color aparente del píxel, se puede ajustar cambiando las dimensiones de las nanoestructuras.

Los materiales plasmónicos son a menudo metales nobles, como el oro y la plata, o aluminio. Pero estos materiales están limitados por el precio, cobertura de espectro, o la baja pureza del color que reflejan.

Ramón Paniagua-Domínguez del A * STAR Data Storage Institute y sus colaboradores investigan nanoestructuras semiconductoras hechas de silicio. Miden las propiedades ópticas de una serie de discos con diámetros que oscilan entre 50 y 250 nanómetros en condiciones de iluminación adecuadas para una implementación práctica.

"Comparamos la calidad de los colores generados por las partículas de silicio con los de las partículas plasmónicas de plata y aluminio, "dice Paniagua-Domínguez." Demostramos que los colores obtenidos son de mucha mejor calidad en cuanto a tonalidad, gama e intensidad ".

La mejora se debe a que los colores del silicio no provienen de resonancias plasmónicas como lo hacen en los metales nobles, sino más bien de resonancias geométricas que se originan a partir de electrones ligados. Como consecuencia, El silicio se ve menos afectado por las pérdidas por absorción que la plata o el aluminio y, por lo tanto, puede producir un espectro de reflectancia más nítido. lo que significa una mejor pureza del color.

La tecnología para fabricar nanoestructuras de silicio está bien desarrollada debido a su amplia adopción en la fabricación de productos electrónicos. Gracias a esto pudieron reproducir obras maestras como El grito de Edvard Munch en un área menor a un milímetro cuadrado.

"Nuestro objetivo es ampliar la gama de colores para ir más allá del estándar ampliamente adoptado en la industria de las pantallas, "dice Paniagua-Domínguez." También exploraremos mecanismos para controlar activamente las resonancias, y por tanto el color, de las partículas, para acercar esta tecnología a la aplicación en pantallas de ultra alta definición ".