圖說：納米材料全息顯示科研團(tuán)隊 來源/采訪對象供圖（下同）

從《星球大戰(zhàn)》中漂浮在空中的影像，到鄧麗君跨越時空與歌手周深在2022跨年演唱會上“合唱”《大魚》，立體顯示的概念被越來越多的人所熟知。如何基于屏幕裝置本身的改進(jìn)，實現(xiàn)真正的三維立體顯示？近日，上海理工大學(xué)光子芯片研究院顧敏院士團(tuán)隊聯(lián)合浙江大學(xué)邱建榮教授團(tuán)隊和之江實驗室譚德志博士團(tuán)隊在納米材料全息顯示方面取得重大突破，通過在無色透明的玻璃內(nèi)部實現(xiàn)帶隙可控的三維(3D)半導(dǎo)體量子結(jié)構(gòu)，推開了新型立體彩色顯示器的“大門”。

北京時間1月21日，相關(guān)研究成果發(fā)表在國際頂級期刊《科學(xué)》上，這也是上海理工大學(xué)教師首次以（共同）第一作者身份在《科學(xué)》正刊上發(fā)表論文，標(biāo)志著學(xué)?？蒲兴竭~上了新的臺階。

跨學(xué)科攻關(guān) 點亮全球首塊納米三維立體屏

全息技術(shù)必須通過一定的介質(zhì)，將影像投射上去，才能顯現(xiàn)出來。由于技術(shù)不成熟、成本高，此前的嘗試商業(yè)前景均不樂觀。

能否在屏幕上應(yīng)用全息技術(shù)？這是上理工光子芯片研究院方心遠(yuǎn)副教授在2020年末向顧敏院士提出的一個構(gòu)想——不是一般的二維屏幕，而是納米三維顯示器?！澳壳帮@示器感光陣列絕大部分是平面分布的，科幻片中的三維畫面更多要依靠人視覺上的效果，屬于‘仿三維’，真正的三維立體顯示仍是一個重大挑戰(zhàn)?！?/p>

要做納米三維立體屏第一個“吃螃蟹”的人，首先要解決的就是將屏幕透明化的問題，這樣才能從各個角度呈現(xiàn)生動、立體的圖像。上海理工大學(xué)光子芯片研究院團(tuán)隊與浙江大學(xué)團(tuán)隊合作，將全息顯示應(yīng)用在通過飛秒激光誘導(dǎo)的鈣鈦礦納米晶三維可控分布的無色透明的復(fù)合材料中，點亮三維分布的量子點，首次實現(xiàn)動態(tài)立體彩色全息顯示。

和目前的平面顯示器相比，新型立體彩色顯示器有更高的分辨率和信息容量，也為未來的“屏幕革命”拓展了更大的想象空間。“它是納米級的像素控制，精度非常高，分辨率遠(yuǎn)高于目前的二維屏幕。雖然產(chǎn)業(yè)化還有一段很長的路要走，但是至少推開了一扇新的大門，我想這也是我們做科研的意義所在。”方心遠(yuǎn)談道。

圖說：點亮全球首塊納米三維立體屏 上理工光子芯片研究院登上《科學(xué)》

研究成果以《玻璃中穩(wěn)定的鈣鈦礦納米晶體三維直寫》（Three-dimensional direct lithography of stable perovskite nanocrystals in glass）為題發(fā)表在《科學(xué)》正刊，論文共同第一作者為浙大光電學(xué)院博士生孫軻、之江實驗室PI譚德志、上海理工大學(xué)副教授方心遠(yuǎn)。“很多頂尖的科研成果其實都離不開這種跨學(xué)科、跨學(xué)校甚至跨國的合作交流”，顧敏院士介紹，“我們上理工團(tuán)隊深耕全息領(lǐng)域，浙大團(tuán)隊則在光學(xué)材料以及飛秒激光與材料的相互作用方面有深厚的積累，合作成果再次證明了這種科研方式在實現(xiàn)‘0到1’突破中的重要性?！?/span>

“試驗成功的第一個圖像是‘USST’”

顯示屏上每一個像素點的發(fā)光效率、光照在每種納米組合上呈現(xiàn)的顏色……對新型立體彩色顯示器的研究在一次次嘗試中展開，過程雖然枯燥，但方心遠(yuǎn)依然融進(jìn)了屬于理工男的浪漫?！拔覀冊囼灣晒Φ牡谝粋€圖像是‘USST’，也就是上海理工大學(xué)的英文縮寫，我和學(xué)校屬于是‘雙向奔赴’?！?/p>

加盟上理工顧敏院士團(tuán)隊后，方心遠(yuǎn)專攻光全息領(lǐng)域，已經(jīng)接連以（共同）第一作者身份在《自然》子刊上發(fā)表高水平科研成果，2020年入選上海市青年科技啟明星計劃。他清楚地記得自己入職的日子——2019年10月28日?！皝砩侠砉ぶ?，我其實是個‘待業(yè)青年’，也沒有特別好的文章，選擇全職加入顧老師團(tuán)隊后，學(xué)校和團(tuán)隊給予了很大支持。我希望未來通過自己不斷的努力，幫助上理工創(chuàng)造更多的‘第一次’。”

事實上，自丹尼斯·蓋博發(fā)明全息技術(shù)以來，除了用于顯示技術(shù)領(lǐng)域，全息在存儲、加密、成像、光學(xué)計算等領(lǐng)域均產(chǎn)生了重要影響，上海理工大學(xué)光子芯片研究院團(tuán)隊的“野心”也并不止步于全息顯示領(lǐng)域。顧敏院士談道：“這次成果可以說是利用三維全息技術(shù)點亮了立體彩色顯示的未來，后續(xù)我們希望圍繞全息技術(shù)與人工智能的交叉應(yīng)用，面向國家重大戰(zhàn)略需求，取得更多具有重大影響力的科研成果。”

來源：新民晚報 通訊員 李卉云 記者 易蓉

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