Le stampanti laser commerciali in genere producono immagini nitidissime con macchie di inchiostro distanti circa 20 micrometri, risultante in una risoluzione di 1, 200 punti per pollice (dpi). Riducendo la separazione a soli 250 nanometri, circa 100 volte più piccola, un team di ricerca di A*STAR può ora stampare immagini a un incredibile valore di 100, 000 dpi, la massima risoluzione possibile per un'immagine a colori. Queste immagini potrebbero essere utilizzate come minuscoli tag anti-contraffazione o per codificare dati ad alta densità.

Per stampare l'immagine, il team ha rivestito un wafer di silicio con idrogeno silsesquiossano isolante e poi ha rimosso parte di quello strato per lasciare una serie di montanti verticali di circa 95 nanometri di altezza. Hanno ricoperto questi nanopost con strati di cromo, argento e oro (1, 15 e 5 nanometri di spessore, rispettivamente), e ha anche rivestito il wafer di metallo per fungere da riflettore posteriore.

Ogni pixel di colore nell'immagine conteneva al massimo quattro post, disposti in un quadrato. I ricercatori sono stati in grado di produrre un arcobaleno di colori semplicemente variando la spaziatura e il diametro dei pali tra 50 nanometri e 140 nanometri.

Quando la luce colpisce il sottile strato di metallo che ricopre i pali, invia increspature, note come plasmoni, che attraversano gli elettroni nel metallo. La dimensione del palo determina quali lunghezze d'onda della luce vengono assorbite, e che si riflettono (vedi immagine).

I plasmoni nelle calotte metalliche fanno oscillare anche gli elettroni nel retroriflettore. "Questo accoppiamento incanala l'energia dai dischi nel piano del riflettore posteriore, creando così un forte assorbimento che si traduce in alcuni colori che vengono sottratti dallo spettro visibile, "dice Joel Yang, che ha guidato il team di ricercatori dell'A*STAR Institute of Materials Research and Engineering e dell'A*STAR Institute of High Performance Computing.

La stampa delle immagini in questo modo le rende potenzialmente più durevoli di quelle create con coloranti convenzionali. Inoltre, le immagini a colori non possono essere più dettagliate:due punti adiacenti si confondono in uno se sono più vicini della metà della lunghezza d'onda della luce che li riflette. Poiché la lunghezza d'onda della luce visibile è di circa 380-780 nanometri, i nanopost sono il più vicino possibile fisicamente per produrre una ragionevole gamma di colori.

Sebbene il processo richieda diverse ore, Yang suggerisce che un modello per i nanopost potrebbe stampare rapidamente molte copie dell'immagine. "Stiamo anche esplorando nuovi metodi per controllare la polarizzazione della luce con queste nanostrutture e approcci per migliorare la purezza del colore dei pixel, " Aggiunge.