LED Tradisional geus revolutionized widang cahaya jeung tampilan alatan kinerja unggul maranéhanana dina watesan efisiensi, stabilitas jeung ukuran alat. LEDs ilaharna tumpukan film semikonduktor ipis jeung diménsi gurat milimeter, jauh leuwih leutik batan alat tradisional kayaning bohlam pijar jeung tabung katoda. Nanging, aplikasi optoeléktronik anu muncul, sapertos realitas maya sareng tambahan, peryogi LED dina ukuran mikron atanapi kirang. Harepanna nyaéta LED skala mikro - atanapi submicron (µleds) terus gaduh seueur kualitas unggul anu parantos aya dina led tradisional, sapertos émisi anu stabil pisan, efisiensi sareng kacaangan anu luhur, konsumsi kakuatan ultra-rendah, sareng émisi warna pinuh, Samentara éta kira-kira sajuta kali langkung alit dina daérah, ngamungkinkeun pikeun tampilan anu langkung kompak. Chip anu dipingpin sapertos kitu ogé tiasa masihan jalan pikeun sirkuit fotonik anu langkung kuat upami aranjeunna tiasa tumbuh chip tunggal dina Si sareng terpadu sareng éléktronika semikonduktor oksida logam pelengkap (CMOS).
Nanging, dugi ka ayeuna, μled sapertos kitu tetep hese dihartikeun, khususna dina rentang panjang gelombang émisi héjo dugi ka beureum. Pendekatan μ-dipingpin tradisional nyaéta prosés top-down dimana film InGaN quantum well (QW) diukir kana alat skala mikro ngaliwatan prosés etching. Bari pilem ipis InGaN QW basis tio2 µleds geus narik loba perhatian alatan loba sipat unggulan InGaN, kayaning angkutan pamawa efisien sarta tunability panjang gelombang sapanjang rentang katempo, nepi ka ayeuna maranéhna geus plagued ku isu kayaning sisi-dinding. karuksakan korosi nu worsens sakumaha ukuran alat shrinks. Sajaba ti éta, alatan ayana widang polarisasi, aranjeunna boga instability panjang gelombang / warna. Pikeun masalah ieu, solusi InGaN non-polar sareng semi-polar sareng rongga kristal fotonik parantos diajukeun, tapi aranjeunna henteu nyugemakeun ayeuna.
Dina makalah anyar diterbitkeun dina Élmu Cahaya jeung Aplikasi, peneliti dipingpin ku Zetian Mi, profesor di Universitas Michigan, Annabel, geus ngembangkeun hiji submicron skala héjo LED iii - nitride nu overcomes halangan ieu sakali jeung sakabeh. µleds ieu disintésis ku selektif régional plasma-ditulungan molekular epitaxy. Kontras pisan jeung pendekatan top-down tradisional, µled dieu diwangun ku susunan kawat nano, masing-masing ngan 100 nepi ka 200 nm diaméterna, dipisahkeun ku puluhan nanometer. Pendekatan handap ka luhur ieu dasarna ngahindarkeun karusakan korosi témbok gurat.
Bagian anu ngaluarkeun cahaya tina alat, ogé katelah daérah aktip, diwangun ku struktur sumur kuantum (MQW) inti-cangkang anu dicirikeun ku morfologi kawat nano. Khususna, MQW diwangun ku sumur InGaN sareng panghalang AlGaN. Kusabab bédana dina migrasi atom adsorbed tina Grup III elemen indium, gallium jeung aluminium dina tembok samping, urang manggihan yén indium leungit dina tembok sisi kawat nano, dimana cangkang GaN / AlGaN dibungkus inti MQW kawas burrito a. Para panalungtik manggihan yén eusi Al tina cangkang GaN / AlGaN ieu turun saeutik demi saeutik ti sisi suntik éléktron tina kawat nano ka sisi suntik liang. Kusabab bédana dina widang polarisasi internal GaN jeung AlN, gradién volume sapertos eusi Al dina lapisan AlGaN induces éléktron bébas, nu gampang ngalir kana inti MQW sarta alleviate instability warna ku cara ngurangan médan polarisasi.
Kanyataanna, panalungtik geus kapanggih yén pikeun alat kirang ti hiji micron diaméterna, panjang gelombang puncak electroluminescence, atawa émisi cahaya-ngainduksi ayeuna, tetep konstan dina urutan gedéna parobahan dina suntik ayeuna. Sajaba ti éta, tim Professor Mi urang saméméhna geus ngembangkeun hiji métode pikeun tumuwuh coatings GaN kualitas luhur dina silikon tumuwuh nanowire leds on silikon. Ku kituna, µled diuk dina substrat Si siap pikeun integrasi jeung éléktronika CMOS séjén.
Ieu µled gampang boga loba aplikasi poténsial. Platform alat bakal langkung kuat nalika panjang gelombang émisi tina tampilan RGB terpadu dina chip ngalegaan ka beureum.
waktos pos: Jan-10-2023