LED tradisional wis ngowahi bidang cahya lan tampilan amarga kinerja sing unggul ing babagan efisiensi, stabilitas lan ukuran piranti. LED biasane tumpukan film semikonduktor tipis kanthi ukuran lateral milimeter, luwih cilik tinimbang piranti tradisional kayata lampu pijar lan tabung katoda. Nanging, aplikasi optoelektronik sing muncul, kayata kasunyatan virtual lan ditambah, mbutuhake LED kanthi ukuran mikron utawa kurang. Pangarep-arep yaiku LED skala mikro utawa submicron (μleds) terus nduweni kuwalitas unggul sing wis diduweni dening led tradisional, kayata emisi sing stabil banget, efisiensi lan padhang sing dhuwur, konsumsi daya ultra-rendah, lan emisi warna-warni, nalika iku watara yuta kaping cilik ing wilayah, saéngga kanggo tampilan luwih kompak. Kripik sing dipimpin uga bisa mbukak dalan kanggo sirkuit fotonik sing luwih kuat yen bisa ditanam siji-chip ing Si lan digabungake karo elektronik semikonduktor oksida logam (CMOS) pelengkap.
Nanging, nganti saiki, μled kuwi tetep angel dipahami, utamane ing kisaran dawa gelombang emisi ijo nganti abang. Pendekatan tradisional sing dipimpin µ yaiku proses ndhuwur-mudhun ing ngendi film InGaN quantum well (QW) diukir menyang piranti skala mikro liwat proses etsa. Nalika film tipis InGaN QW basis tio2 µleds wis narik kawigatosan amarga akeh sifat InGaN sing apik banget, kayata transportasi operator sing efisien lan tunabilitas dawane gelombang ing saindhenging jangkoan sing katon, nganti saiki lagi ngalami masalah kayata tembok sisih. karusakan karat sing worsens minangka ukuran piranti nyusut. Kajaba iku, amarga ana lapangan polarisasi, padha duwe instability dawa gelombang / werna. Kanggo masalah iki, solusi InGaN non-polar lan semi-polar lan rongga kristal fotonik wis diusulake, nanging saiki ora kepenak.
Ing makalah anyar sing diterbitake ing Ilmu lan Aplikasi Cahya, peneliti sing dipimpin dening Zetian Mi, profesor ing Universitas Michigan, Annabel, wis ngembangake skala submikron LED ijo iii - nitrida sing ngatasi alangan kasebut sapisan lan kanggo kabeh. µleds iki disintesis dening selektif regional plasma-dibantu molecular beam epitaxy. Beda banget karo pendekatan ndhuwur-mudhun tradisional, µled ing kene kasusun saka susunan kawat nano, saben diametere mung 100 nganti 200 nm, dipisahake kanthi puluhan nanometer. Pendekatan ngisor-up iki ateges ngindhari karusakan karat tembok lateral.
Bagean piranti sing mancarake cahya, uga dikenal minangka wilayah aktif, dumadi saka struktur sumur kuantum (MQW) cangkang inti sing ditondoi dening morfologi kawat nano. Utamane, MQW kasusun saka sumur InGaN lan alangi AlGaN. Amarga beda migrasi atom adsorbed saka unsur Group III indium, gallium lan aluminium ing tembok sisih, kita ketemu sing indium ilang ing tembok sisih nanowires, ngendi cangkang GaN / AlGaN kebungkus inti MQW kaya burrito. Peneliti nemokake yen isi Al saka cangkang GaN / AlGaN iki mudhun kanthi bertahap saka sisih injeksi elektron saka kawat nano menyang sisih injeksi bolongan. Amarga prabédan ing lapangan polarisasi internal GaN lan AlN, gradien volume kuwi isi Al ing lapisan AlGaN ngindhuksi elektron bebas, kang gampang kanggo mili menyang inti MQW lan ngenthengake kahanan kang ora tetep werna dening ngurangi lapangan polarisasi.
Nyatane, para peneliti nemokake manawa kanggo piranti sing diametere kurang saka siji mikron, dawa gelombang puncak electroluminescence, utawa emisi cahya sing diakibatake saiki, tetep konstan ing urutan gedhene owah-owahan ing injeksi saiki. Kajaba iku, tim Profesor Mi sadurunge wis ngembangake metode kanggo ngembangake lapisan GaN berkualitas tinggi ing silikon kanggo tuwuh led nanowire ing silikon. Dadi, µled lenggah ing substrat Si siap kanggo integrasi karo elektronik CMOS liyane.
Iki µled gampang duwe akeh aplikasi potensial. Platform piranti bakal dadi luwih mantep amarga dawa gelombang emisi tampilan RGB terpadu ing chip kasebut dadi abang.
Wektu kirim: Jan-10-2023