Menü

Forscher entwickeln neuartige mechanische Pixel

Forscher von der TU Delft haben mit Graphen neuartige Pixel entwickelt, mit denen sich energieeffiziente Farbdisplays für E-Books und Smart Watches bauen lassen könnten.

Von
vorlesen Drucken Kommentare lesen 76 Beiträge
Forscher entwickeln neuartige mechanische Pixel

Basis der Forschungen sind ungefähr 13 Mikrometer große runde Aushöhlungen in einer Siliziumfläche, die von doppellagigem Graphen bedeckt sind. Diese nur 2 Atome dicken Membranen aus reinem Kohlenstoff schließen Luft in den winzigen Höhlen ein. Eigentlich untersuchten die Forscher, ob sich diese Membranen für die Produktion von mechanischen Graphensensoren eignen könnten. Beim Blick durchs Mikroskop fiel Santiago Cartamil-Bueno, einem Doktoranden der TU Delft, auf, dass die Farbe der Membranen unterschiedlich war. „Zuerst war ich enttäuscht, denn dies bedeutete, dass die kleinen Ballons nicht homogen genug waren, um daraus einen Sensor zu bauen.“

Die Farbe des winzigen Ballons wechselt je nach Wölbung der Graphen-Membran.

Aber die Farbunterschiede machten die Forscher auch neugierig. Sie beobachteten die Membranen und sahen, dass die Farben sich veränderten. Ursache waren Druckunterschiede zwischen der eingeschlossenen Luft und der Umgebung, sodass sich die Membranen unterschiedlich stark nach außen oder innen wölbten. Da einfallendes Licht sowohl an der Membran als auch am Boden der Höhle reflektiert wird, verändert sich mit dem Abstand zwischen Membran und Boden auch die Interferenz des reflektierten Lichts: Eingedellte Membranen erscheinen blau, hochgewölbte rot.

Eine kurze Erklärung der Forschungsergebnisse.
Anzeige

Cartamil-Bueno glaubt, dass man auf der Basis dieser in den Nano Letters veröffentlichten Erkenntnisse eine reflektive Displaytechnik entwickeln kann, die auf interferometrischer Modulation beruht. Derzeit nutzen solche IMOD-Displays mechanische Pixel aus Siliziummaterialien. „Mit den außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften von Graphen könnte ein IMOD die Geräteleistung deutlich verbessern – Energieverbrauch, Reaktionszeit des Pixels, Fehlerraten etc. – und zugleich die elektrische Integration und sogar flexible Displays ermöglichen“, sagt Cartamil-Bueno. Die Forscher arbeiten nun daran, wie man die Wölbung elektrisch steuern kann, in der Hoffnung, auf dem Mobile World Congress (MWC) 2017 in Barcelona einen Prototyp zeigen zu können. (anm)

Anzeige