Les imprimantes laser commerciales produisent généralement des images très nettes avec des taches d'encre distantes d'environ 20 micromètres, résultant en une résolution de 1, 200 points par pouce (dpi). En réduisant la séparation à seulement 250 nanomètres, soit environ 100 fois plus petite, une équipe de recherche d'A*STAR peut désormais imprimer des images à un nombre incroyable de 100, 000 dpi, la plus haute résolution possible pour une image couleur. Ces images pourraient être utilisées comme minuscules étiquettes anti-contrefaçon ou pour coder des données à haute densité.

Pour imprimer l'image, l'équipe a recouvert une plaquette de silicium avec de l'hydrogène silsesquioxane isolant, puis a retiré une partie de cette couche pour laisser derrière elle une série de poteaux verticaux d'environ 95 nanomètres de haut. Ils ont coiffé ces nanoposts avec des couches de chrome, argent et or (1, 15 et 5 nanomètres d'épaisseur, respectivement), et a également enduit la plaquette de métal pour agir comme un rétroréflecteur.

Chaque pixel de couleur de l'image contenait quatre messages au maximum, disposés en carré. Les chercheurs ont pu produire un arc-en-ciel de couleurs simplement en faisant varier l'espacement et le diamètre des poteaux entre 50 nanomètres et 140 nanomètres.

Lorsque la lumière frappe la fine couche de métal qui recouvre les poteaux, il envoie des ondulations, appelées plasmons, qui traversent les électrons du métal. La taille du poteau détermine quelles longueurs d'onde de lumière sont absorbées, et qui se reflètent (voir image).

Les plasmons dans les capuchons métalliques provoquent également l'oscillation des électrons dans le réflecteur arrière. "Ce couplage canalise l'énergie des disques dans le plan du réflecteur arrière, créant ainsi une forte absorption qui entraîne la soustraction de certaines couleurs du spectre visible, " dit Joël Yang, qui a dirigé l'équipe de chercheurs de l'A*STAR Institute of Materials Research and Engineering et de l'A*STAR Institute of High Performance Computing.

L'impression d'images de cette manière les rend potentiellement plus durables que celles créées avec des colorants conventionnels. En outre, les images en couleur ne peuvent pas être plus détaillées :deux points adjacents se fondent en un seul s'ils sont plus proches que la moitié de la longueur d'onde de la lumière qui s'y réfléchit. Étant donné que la longueur d'onde de la lumière visible est comprise entre 380 et 780 nanomètres, les nanoposts sont aussi proches que possible physiquement pour produire une gamme raisonnable de couleurs.

Bien que le processus prenne plusieurs heures, Yang suggère qu'un modèle pour les nanopostes pourrait rapidement tamponner de nombreuses copies de l'image. "Nous explorons également de nouvelles méthodes pour contrôler la polarisation de la lumière avec ces nanostructures et des approches pour améliorer la pureté des couleurs des pixels, " il ajoute.