我們的日常工作和生活正在被各種屏幕包圍：手機(jī)、電腦、平板、電視、腕表……但這些都屬于二維屏幕，即使近年來悄然興起的裸眼3D也只是利用人們的雙眼視差來“欺騙”視覺神經(jīng)，讓大腦以為看到的是3D圖像。而且裸眼3D對觀眾的距離、方位、角度有著較為嚴(yán)格的要求，觀眾數(shù)量較多時(shí)容易出現(xiàn)問題。如何基于屏幕裝置本身的改進(jìn)，實(shí)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(duì)聯(lián)合浙江大學(xué)邱建榮教授團(tuán)隊(duì)和之江實(shí)驗(yàn)室譚德志博士團(tuán)隊(duì)在納米材料全息顯示取得重大突破，通過在無色透明的玻璃內(nèi)部實(shí)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(shí)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�平邁上了新的臺階。

跨學(xué)科攻關(guān) 點(diǎn)亮全球首塊納米三維立體屏

從《星球大戰(zhàn)》中漂浮在空中的影像，到鄧麗君跨越時(shí)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。全息技術(shù)為完整三維信息重現(xiàn)提供了實(shí)現(xiàn)方式，被業(yè)界認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)立體顯示最有前途的一種技術(shù)手段。但全息技術(shù)必須通過一定的介質(zhì)，將影像投射到上面，才能顯現(xiàn)出來。之前美日科學(xué)家分別用蒸汽幕和激光技術(shù)解決了介質(zhì)問題，但由于技術(shù)不成熟，成本高，商業(yè)前景不太樂觀。

那么，全息技術(shù)能不能應(yīng)用在屏幕上呢？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(gè)構(gòu)想。當(dāng)然這個(gè)屏幕不是一般的二維屏幕，而是納米三維顯示器。“目前顯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(gè)重大挑戰(zhàn)。”

要做納米三維立體屏第一個(gè)“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(gè)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(duì)與浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)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(diǎn)亮三維分布的量子點(diǎn)，首次實(shí)現(xiàn)了動態(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�！八�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。

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(shí)驗(yàn)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(shí)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(duì)深耕全息領(lǐng)域，浙大團(tuán)隊(duì)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(shí)現(xiàn)‘0到1’突破中的重要性�！�

方心遠(yuǎn)副教授做實(shí)驗(yàn)