Hefðbundin LED hefur gjörbylt sviði lýsingar og skjás vegna yfirburða frammistöðu þeirra hvað varðar skilvirkni, stöðugleika og tækjastærð.LED eru venjulega staflar af þunnum hálfleiðarafilmum með hliðarstærð millímetra, miklu minni en hefðbundin tæki eins og glóperur og bakskautsrör.Hins vegar krefjast nýrra ljósatækniforrita, svo sem sýndarveruleika og aukins veruleika, ljósdíóða á stærð við míkron eða minna.Vonin er sú að LED (µleds) á ör- eða undirmíkróna mælikvarða haldi áfram að hafa marga af þeim yfirburðaeigindum sem hefðbundin ljósdíóða hefur nú þegar, svo sem mjög stöðuga útblástur, mikil afköst og birta, ofurlítil orkunotkun og losun í fullum lit, á sama tíma og hann er um milljón sinnum minni að flatarmáli, sem gerir ráð fyrir fyrirferðarmeiri skjám.Slíkir leiddi flísar gætu einnig rutt brautina fyrir öflugri ljóseindarásir ef hægt er að rækta þá einn flís á Si og samþætta þeim við viðbótarmálmoxíð hálfleiðara (CMOS) rafeindatækni.
Hins vegar, hingað til, hafa slíkar µleds haldist óviðráðanlegar, sérstaklega á grænu til rauðu losunarbylgjulengdarsviðinu.Hin hefðbundna leiddi µ-led nálgun er ofanfrá og niður ferli þar sem InGaN skammtabrunnur (QW) kvikmyndir eru etsaðar inn í tæki í örskala með ætingarferli.Þó að þunnfilmu InGaN QW-undirstaða tio2 µleds hafi vakið mikla athygli vegna margra af frábærum eiginleikum InGaN, svo sem skilvirks flutnings á burðarefni og bylgjulengdarstillingar um allt sýnilegt svið, hafa þær hingað til verið plágar af vandamálum eins og hliðarvegg. tæringarskemmdir sem versna þegar stærð tækisins minnkar.Þar að auki, vegna tilvistar skautunarsviða, hafa þau bylgjulengd/lit óstöðugleika.Fyrir þetta vandamál hafa verið lagðar til óskautaðar og hálfskautar InGaN og ljóseindakristalholalausnir, en þær eru ekki fullnægjandi eins og er.
Í nýrri grein sem birt var í Light Science and Applications hafa vísindamenn undir forystu Zetian Mi, prófessors við háskólann í Michigan, Annabel, þróað græna LED iii í undirmíkróna mælikvarða – nítríð sem sigrar þessar hindranir í eitt skipti fyrir öll.Þessar µleds voru smíðaðar með sértækri svæðisbundinni plasma-stýrðri sameindageislaþekju.Í algjörri mótsögn við hefðbundna ofanfrá-niður nálgun, samanstendur µled hér af fjölda nanóvíra, hver um sig aðeins 100 til 200 nm í þvermál, aðskilin með tugum nanómetra.Þessi botn-upp nálgun forðast í raun hliðarvegg tæringarskemmdir.
Ljósgeislandi hluti tækisins, einnig þekktur sem virka svæðið, er samsett úr kjarna-skel margfeldi skammtabrunn (MQW) mannvirkjum sem einkennist af nanóvíra formgerð.Sérstaklega samanstendur MQW af InGaN holunni og AlGaN hindruninni.Vegna mismunar á aðsoguðu atómflutningi hóps III frumefna indíums, gallíums og áls á hliðarveggjum, komumst við að því að indíum vantaði á hliðarveggi nanóvíra, þar sem GaN/AlGaN skelin vafði MQW kjarnann eins og burrito.Rannsakendur komust að því að Al innihald þessarar GaN/AlGaN skel minnkaði smám saman frá rafeindainnsprautunarhlið nanóvíra til holuinnsprautunarhliðarinnar.Vegna munarins á innri skautunarsviðum GaN og AlN, veldur slíkur rúmmálshlutfalli Al innihalds í AlGaN lagi frjálsar rafeindir, sem auðvelt er að flæða inn í MQW kjarnann og draga úr óstöðugleika litarins með því að draga úr skautunarsviðinu.
Reyndar hafa rannsakendur komist að því að fyrir tæki sem eru minna en ein míkron í þvermál, er hámarksbylgjulengd rafljómunar, eða straumvöldum ljósgeislun, stöðug í stærðargráðu af breytingunni á strauminnspýtingu.Að auki hefur teymi prófessors Mi áður þróað aðferð til að rækta hágæða GaN húðun á sílikoni til að rækta nanóvíraljós á sílikoni.Þannig situr µled á Si hvarfefni tilbúið til samþættingar við aðra CMOS rafeindatækni.
Þessi µled hefur auðveldlega mörg möguleg forrit.Tækjavettvangurinn verður öflugri eftir því sem losunarbylgjulengd innbyggða RGB skjásins á flísinni stækkar í rautt.
Pósttími: Jan-10-2023