Квантовые стержни на каркасах ДНК могут улучшить будущие VR-дисплеи

Aug 31, 2023

Подвиньтесь, квантовые точки – квантовые стержни могут стать следующей крупной технологией отображения. Эти крошечные палочки могли бы улучшить 3D-дисплеи для гарнитур виртуальной реальности, и теперь инженеры Массачусетского технологического института преодолели логистическое препятствие, разместив их на каркасе из ДНК.

Квантовые точки — это крошечные полупроводниковые частицы, которые можно легко настроить так, чтобы они светились разными цветами в зависимости от их размера. Вы уже можете приобрести телевизоры и мониторы с квантовыми точками, которые, как утверждается, улучшают цвет и качество изображения.

Но квантовые стержни — это другой, менее известный зверь. Как следует из названия, они все еще очень маленькие, но более вытянутые, чем их точечные собратья, что позволяет им контролировать не только цвет излучаемого ими света, но и поляризацию. Это может сделать их полезными для создания 3D-изображений, что позволит сделать виртуальную реальность более яркой.

Проблема с их масштабированием заключалась в том, что сложно заставить их всех выровняться в одном направлении. Поэтому для нового исследования команда Массачусетского технологического института исследовала новый вид системы поддержки. Ключевой ингредиент? ДНК.

Исследователи создали структуры-оригами из ДНК в виде повторяющегося ромба и прикрепили квантовые стержни к точкам так, чтобы они находились на расстоянии не менее 10 нанометров друг от друга. В результате все они направлены в одном направлении и не позволяют их свету мешать свету соседей.

Чтобы прикрепить квантовые стержни к ДНК, исследователи разработали новый производственный процесс, при котором ДНК сначала эмульгируется в смесь вместе со стержнями. Затем она быстро обезвоживается, так что молекулы ДНК образуют толстый слой на внешней стороне стержней, который соединяется, как застежка-липучка, с нужными точками на алмазном каркасе.

Поскольку этот процесс занимает всего несколько минут, исследователи говорят, что этот метод легче масштабировать до коммерческих систем, чем другие методы. Следующие шаги включают создание пластин квантовых стержней на каркасах ДНК, которые могут помочь открыть новые приложения, выходящие за рамки дисплеев виртуальной реальности.

«Метод, который мы описываем в этой статье, великолепен, потому что он обеспечивает хороший пространственный и ориентационный контроль над расположением квантовых стержней», — сказал Роберт Макфарлейн, автор исследования. «Следующими шагами будет создание более иерархических массивов с запрограммированной структурой разной длины. Возможность контролировать размеры, форму и расположение этих массивов квантовых стержней — это путь ко всем видам различных электронных приложений».

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.

Источник: Массачусетский технологический институт