韩国电工技术研究院(KERI)的Jaeyeon Pyo 博士团队 成为世界上第一个揭示 3D 打印纳米线发光模式的团队，该研究已作为封面文章发表在著名科学期刊《ACS Nano》上。
显示设备的分辨率越高，意味着给定屏幕尺寸中的像素越多。随着像素密度的增加，电影和图像的显示精度和细节都会更高。在这方面，正在进行的研究旨在制造更小的发光设备，从微米级(百万分之一米)到纳米级(十亿分之一米)。
随着发光器件尺寸缩小至数百纳米，光与物质的相互作用发生了奇特的变化，导致其发光模式与宏观结构有显著不同。因此，了解纳米结构的光发射是纳米级发光器件实际应用的必要前提。
KERI 研究团队多年来一直致力于使用纳米光子 3D 打印技术1)进行显示器研究 ，在世界上首次揭示了 3D 打印纳米线的高度定向发光模式。1
) 一种使用纳米级高分辨率 3D 打印方法实现光子器件的技术。通过直接写入由各种光学材料制成的功能墨水，可以实现 3D 架构中的纳米级光子结构的制造。该技术有望为超高分辨率显示器、安全打印、数据存储等领域带来创新。
通常，使用传统的化学或物理气相沉积方法很难在特定位置均匀地制造出所需尺寸的发光材料。然而，KERI 的 3D 打印技术可以通过打印喷嘴孔径的限制来精确控制直径，从而能够在所需位置可靠地制造尺寸范围广泛(直径从万分之一米到百万分之一米)的发光材料。
Jaeyeon Pyo 博士的团队通过实验观察并测量了使用纳米光子 3D 打印技术精确制造的样本2)的发光模式 ，这些样本的尺寸从纳米到微米级不等。该团队还进行了电磁波模拟，以深入分析和交叉验证他们的论点。2
) 样本：为实验和分析准备的样本。
因此，当发光材料的尺寸减小到直径 300 纳米时，由于空间限制，光的内部反射会消失，导致光单向直线传播。因此，光发射模式变得高度定向。通常，光在给定的内部结构内通过不同的路径传播，导致它们的叠加产生宽发射模式。然而，在纳米线结构中，只有一条路径存在，导致观察到高度定向的发射模式。
所观察到的高度定向属性可以显著提高显示器、光学存储介质、加密设备等的性能。具有宽发射模式的宏观结构在密集集成时可能会受到光学串扰，导致信号重叠或模糊。相反，具有高度定向发射模式的纳米线可以在高密度下清晰地分离来自每个结构的信号，从而消除表示或解释中的失真。纳米线的高度定向发射使其适合用于高性能设备，正如 KERI 团队通过实验证明的那样。
该研究成果被以封面文章形式发表在纳米科学领域顶级 SCI 期刊《 ACS Nano 》上，JCR影响因子为15.8。
Jaeyeon Pyo 博士表示：“纳米级光学物理研究具有挑战性，特别是由于样品制备困难，这通常成本高昂且耗时。我们的贡献表明，3D 打印方法可以成为研究光学物理的多功能平台，因为它具有简单、灵活和低成本的特点。”他补充说：“这项研究将为尖端显示技术和量子物理学做出重大贡献，而这些技术是韩国‘国家战略技术培育计划’的一部分。”
研究团队预计，他们的贡献将引起虚拟现实 (AR、VR)、光束投影仪、光存储介质、光子集成电路、加密技术和安全打印等领域的极大兴趣，这些领域可以利用超小型发光材料。他们的目标是继续利用 3D 打印方法研究纳米级发生的各种光学现象，充分利用其自由形式制造的能力。