L-LED tradizzjonali irrevoluzzjona l-qasam tad-dawl u l-wiri minħabba l-prestazzjoni superjuri tagħhom f'termini ta 'effiċjenza, stabbiltà u daqs tal-apparat.L-LEDs huma tipikament munzelli ta 'films semikondutturi rqaq b'dimensjonijiet laterali ta' millimetri, ħafna iżgħar minn apparati tradizzjonali bħal bozoz inkandexxenti u tubi tal-katodu.Madankollu, applikazzjonijiet optoelettroniċi emerġenti, bħar-realtà virtwali u miżjuda, jeħtieġu LEDs fid-daqs ta 'mikroni jew inqas.It-tama hija li l-LED fuq skala mikro jew submicron (µleds) ikompli jkollu ħafna mill-kwalitajiet superjuri li l-leds tradizzjonali diġà għandhom, bħal emissjoni stabbli ħafna, effiċjenza għolja u luminożità, konsum ta 'enerġija ultra-baxx, u emissjoni ta' kulur sħiħ, filwaqt li huwa madwar miljun darba iżgħar fiż-żona, li jippermetti wirjiet aktar kompatti.Ċipep mmexxija bħal dawn jistgħu wkoll iwittu t-triq għal ċirkwiti fotoniċi aktar qawwija jekk jistgħu jitkabbru b'ċippa waħda fuq Si u integrati ma 'elettronika kumplimentari tas-semikondutturi tal-ossidu tal-metall (CMOS).
Madankollu, s'issa, µleds bħal dawn baqgħu elużivi, speċjalment fil-medda ta' wavelength ta' emissjoni aħdar għal aħmar.L-approċċ tradizzjonali mmexxija µ-led huwa proċess minn fuq għal isfel li fih films InGaN quantum well (QW) huma nċiżi f'apparati fuq skala mikro permezz ta 'proċess ta' inċiżjoni.Filwaqt li tio2 µleds ibbażati fuq InGaN QW b'film irqiq ġibdu ħafna attenzjoni minħabba ħafna mill-proprjetajiet eċċellenti ta 'InGaN, bħal trasport effiċjenti ta' trasportatur u tunability ta 'wavelength tul il-medda viżibbli, sa issa kienu milquta minn kwistjonijiet bħall-ħajt tal-ġenb. ħsara mill-korrużjoni li tmur għall-agħar hekk kif id-daqs tal-apparat jiċkien.Barra minn hekk, minħabba l-eżistenza ta 'kampijiet ta' polarizzazzjoni, għandhom instabbiltà ta 'wavelength/kulur.Għal din il-problema, ġew proposti InGaN mhux polari u semi-polari u soluzzjonijiet ta 'kavità tal-kristall fotoniku, iżda mhumiex sodisfaċenti fil-preżent.
F'dokument ġdid ippubblikat fi Light Science and Applications, riċerkaturi mmexxija minn Zetian Mi, professur fl-Università ta 'Michigan, Annabel, żviluppaw LED aħdar fuq skala submicron iii - nitrur li jegħleb dawn l-ostakli darba għal dejjem.Dawn il-µleds ġew sintetizzati permezz ta' epitassi tar-raġġ molekulari reġjonali selettiv assistit mill-plażma.B'kuntrast qawwi mal-approċċ tradizzjonali minn fuq għal isfel, il-µled hawnhekk jikkonsisti minn firxa ta 'nanowires, kull wieħed biss b'dijametru ta' 100 sa 200 nm, separati minn għexieren ta 'nanometri.Dan l-approċċ minn isfel għal fuq essenzjalment jevita ħsara mill-korrużjoni tal-ħajt laterali.
Il-parti li tarmi d-dawl tal-apparat, magħrufa wkoll bħala r-reġjun attiv, hija magħmula minn strutturi tal-qofol tal-qoxra tal-kwantum multipli (MQW) ikkaratterizzati minn morfoloġija tan-nanowire.B'mod partikolari, l-MQW jikkonsisti mill-bir InGaN u l-barriera AlGaN.Minħabba differenzi fil-migrazzjoni tal-atomu adsorbiti tal-elementi tal-Grupp III indju, gallju u aluminju fuq il-ħitan tal-ġenb, sibna li l-indju kien nieqes fuq il-ħitan tal-ġenb tan-nanowires, fejn il-qoxra GaN/AlGaN imgeżwer il-qalba MQW bħal burrito.Ir-riċerkaturi sabu li l-kontenut Al ta 'din il-qoxra GaN/AlGaN naqas gradwalment min-naħa tal-injezzjoni tal-elettroni tan-nanowires għan-naħa tal-injezzjoni tat-toqba.Minħabba d-differenza fl-oqsma ta 'polarizzazzjoni interni ta' GaN u AlN, tali gradjent tal-volum ta 'kontenut ta' Al fis-saff ta 'AlGaN jinduċi elettroni ħielsa, li huma faċli biex jiċċirkolaw fil-qalba MQW u jtaffu l-instabilità tal-kulur billi jnaqqas il-qasam tal-polarizzazzjoni.
Fil-fatt, ir-riċerkaturi sabu li għal apparati b'dijametru ta 'inqas minn mikron, l-ogħla wavelength ta' elettroluminixxenza, jew emissjoni tad-dawl indotta mill-kurrent, tibqa 'kostanti fuq ordni ta' kobor tal-bidla fl-injezzjoni tal-kurrent.Barra minn hekk, it-tim tal-Professur Mi qabel żviluppa metodu għat-tkabbir ta 'kisi GaN ta' kwalità għolja fuq silikon biex jikber leds nanowire fuq silikon.Għalhekk, µled joqgħod fuq sottostrat Si lest għall-integrazzjoni ma 'elettronika CMOS oħra.
Dan il-µled faċilment għandu ħafna applikazzjonijiet potenzjali.Il-pjattaforma tal-apparat se ssir aktar robusta hekk kif il-wavelength tal-emissjoni tal-wiri RGB integrat fuq iċ-ċippa jespandi għall-aħmar.
Ħin tal-post: Jan-10-2023