中國科學家發明了一種像素最小、像素密度最高的新型顯示器。單個像素被縮小到90納米 —— 大約是病毒的大小 —— 每一英寸顯示器上都塞滿了創紀錄的12.7萬個像素。

新的顯示技術基于發光二極管（LED），它構成了目前可用的最小像素和最高像素密度的商業顯示器。其中最先進的被稱為micro-LED顯示屏，顧名思義，它擁有微米級的像素。

問題是，micro-LED顯示屏價格昂貴，而且當像素縮小到10微米以下時，顯示屏的效率就開始下降。在這項新研究中，浙江大學和劍橋大學的科學家們使用一種不同的半導體材料，制造了更小的LED，像素低至納米級。

micro-LED通常基于所謂的III-V族半導體，本質上是由元素周期表中III族和V族元素制成的合金。該團隊用鈣鈦礦材料代替了這些合金，鈣鈦礦材料以其在下一代太陽能電池中的效率和可負擔性而聞名。

由此產生的鈣鈦礦發光二極管（PeLEDs）有各種尺寸，包括有史以來最小的像素，只有90納米寬 —— 這在病毒的尺寸范圍內，甚至在這個范圍的很小的一側。由于如此之小，研究人員也能夠將更多的它們擠進一個陣列中，從而達到每英寸127000像素（PPI）的破紀錄密度，這一點也不奇怪。

相比之下，蘋果Vision Pro頭戴式耳機是目前領先的帶有micro-LED顯示屏的消費設備之一。它的每個像素寬7500納米 —— 大約是人類紅細胞的大小 —— 密度約為3386 PPI。

與其他micro-LED系統相比，PeLED的效率更高。當像素尺寸在3.5到650微米之間時，它們的效率一直徘徊在20%左右，而大多數III-Vmicro-LED在該尺寸下的效率將急劇下降到不到一半。與此同時，即使是最小的像素也能達到10%左右的效率，與其他尺寸為其100倍的LED像素相當。

突破不僅僅來自于材料：研究人員必須開發一種新的方法來蝕刻結構。它通常是用激光完成的，但這會破壞鈣鈦礦，所以研究小組在堅硬的材料上雕刻了一個晶格，構成了頂部和底部的電觸點。這在空間中形成了鈣鈦礦的像素。

研究人員現在計劃探索如何使電路足夠小，足夠詳細，以將該技術轉化為有用的顯示系統。

這項研究發表在《自然》雜志上。

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