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Materialforschung: Minidisplays mit guten Aussichten

Substanzen, die nach Bedarf zwischen amorphem und kristallinem Zustand wechseln, entpuppen sich als viel versprechende Kandidaten für höchstauflösende Bildschirmtechnologie.
Displayfolie farbig

Displays sind allgegenwärtig. In den reichen Industrienationen ist der Alltag ohne sie – beispielsweise in Flachbildschirmfernsehern und Smartphones – kaum mehr denkbar. Während einige davon dem Trend zu immer größeren Diagonalen folgen, werden andererseits viele Monitore zunehmend kompakter, bei gleichzeitig enormer Auflösung und schneller Reaktionszeit (das bedeutet, dass ein Bildpunkt rasch seinen Zustand ändern kann). Erste derartige Mikrodisplays finden sich in handlichen Projektoren oder so genannten Wearables, die ihre Nutzer wie Kleidungsstücke oder als Accessoires wie Brillen oder Uhren am Körper tragen. Eine Forschergruppe um Peiman Hosseini von der University of Oxford entwickelte nun ein optoelektronisches Bauteil, das ultradünne Displays mit extremer Auflösung ermöglichen könnte.

Das Herzstück dieser Erfindung ist ein dünner Film einer Legierung aus Germanium, Antimon und Tellur (Ge2Sb2Te5, "GST"), ein so genanntes Phasenwechselmaterial. Das bedeutet, dass es schnell von einer metastabilen amorphen Phase, in der die Atome ungeordnet sind, in einen stabilen kristallinen Zustand und umgekehrt umschlagen kann. Beide Phasen halten sich bei Raumtemperatur lange. Der jeweilige Übergang erfolgt erst als Reaktion auf einen äußeren Einfluss wie Wärme, Licht oder elektrischen Strom. Letzterer eignet sich für Anwendungen in Displays. Bisher sind derartige Materialien vor allem als "Latentwärmespeicher" zur Temperaturregulierung bekannt, weil sie große Mengen thermischer Energie einlagern oder freigeben können, während sie ihren Zustand ändern. Weil sich die physikalischen Eigenschaften beider Phasen radikal unterscheiden, sind sie außerdem ein bewährtes Speichermedium in wiederbeschreibbaren optischen Datenträgern und könnten sich auch als nichtflüchtige elektronische Speicher bei anderen Anwendungen eignen. ...

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  • Quelle

Hosseini, P., Wright, D., Bhaskaran, H.: An Optoelectronic Framework Enabled by Low-Dimensional Phase-Change Films. In: Nature 511, S. 206 - 211, 2014