Салттуу LED жарыктандыруу жана дисплей тармагында алардын эффективдүүлүгү, туруктуулугу жана аппараттын өлчөмү боюнча жогорку көрсөткүчтөрүнө байланыштуу революция жасады. Светодиоддор, адатта, ысытуу лампалары жана катоддук түтүктөр сыяктуу салттуу приборлорго караганда бир топ кичине, каптал өлчөмдөрү миллиметр болгон ичке жарым өткөргүч пленкалардын стектери. Бирок, виртуалдык жана кеңейтилген реалдуулук сыяктуу жаңы пайда болгон оптоэлектрондук колдонмолор микрон же андан аз өлчөмдөгү LEDди талап кылат. Микро же субмикрондук масштабдагы LED (мкл диоддор) салттуу диоддордо болгон жогорку сапаттарга ээ боло берет, мисалы, туруктуу эмиссия, жогорку эффективдүүлүк жана жарыктык, өтө аз энергия керектөө жана толук түстүү эмиссия, аянты бир миллион эсеге аз болгондуктан, компакттуу дисплейлерге мүмкүнчүлүк берет. Мындай LED чиптери, эгерде алар Si боюнча бир чиптүү өстүрүлсө жана кошумча металл оксидинин жарым өткөргүч (CMOS) электроникасына кошулса, күчтүү фотоникалык схемаларга жол ачышы мүмкүн.
Бирок, ушул убакка чейин, мындай µleds, өзгөчө жашылдан кызылга чейин толкун узундугунун диапазонунда, жетишсиз бойдон калууда. Салттуу жетектөөчү μ-жетекчилдик ыкмасы - бул InGaN кванттык скважинасынын (QW) пленкалары офорт процесси аркылуу микро масштабдуу түзүлүштөргө түшүрүлгөн жогорудан ылдый процесс. Жука пленкалуу InGaN QW негизиндеги tio2 µleds InGaNдин көптөгөн сонун касиеттери, мисалы, эффективдүү алып жүрүүчү ташуу жана көрүнгөн диапазон боюнча толкун узундугун тууралоо сыяктуу көптөгөн адамдардын көңүлүн бурганына карабастан, ушул убакка чейин алар каптал дубалы сыяктуу маселелерден улам кыйналып келишкен. аспаптын көлөмү кичирейген сайын начарлай турган коррозия зыяны. Мындан тышкары, поляризациялык талаалар бар болгондуктан, алар толкун узундугу/түс туруксуздугуна ээ. Бул көйгөй үчүн полярдуу эмес жана жарым полярдуу InGaN жана фотондук кристаллдык боштуктун чечимдери сунушталган, бирок алар азыркы учурда канааттандырарлык эмес.
Light Science and Applications журналында жарык көргөн жаңы макалада Аннабелдеги Мичиган университетинин профессору Зетиан Ми жетектеген изилдөөчүлөр субмикрондук масштабдагы жашыл LED iii – нитридди иштеп чыгышты, ал бул тоскоолдуктарды биротоло жеңет. Бул µleds тандап аймактык плазманын жардамы менен молекулярдык нур эпитаксиясы менен синтезделген. Салттуу жогорудан ылдый ыкмадан кескин айырмаланып, бул жерде μled ар биринин диаметри 100-200 нм болгон, ондогон нанометрлер менен бөлүнгөн нано зымдардан турат. Бул ылдыйдан өйдө карай мамиле негизинен каптал дубалдын коррозиясынын бузулушунан сактайт.
Аппараттын жарык чыгаруучу бөлүгү, ошондой эле активдүү аймак катары белгилүү, нано зым морфологиясы менен мүнөздөлгөн өзөк-кабыкчалуу көп кванттык скважина (MQW) структураларынан турат. Атап айтканда, MQW InGaN скважинасынан жана AlGaN тосмосунан турат. Каптал дубалдарындагы III группа элементтеринин индий, галлий жана алюминийдин адсорбцияланган атом миграциясындагы айырмачылыктардан улам, GaN/AlGaN кабыгы MQW өзөгүн буррито сыяктуу ороп турган нано зымдардын каптал дубалдарында индий жок экенин таптык. Изилдөөчүлөр бул GaN/AlGaN кабыгынын Al мазмуну нано зымдарынын электрондук инъекциясынан тешик инъекциясына чейин акырындык менен азайгандыгын аныкташкан. GaN жана AlN ички поляризация талааларынын айырмачылыгынан улам, AlGaN катмарындагы Al мазмунунун мындай көлөмдүк градиенти MQW өзөгүнө оңой агылган эркин электрондорду индукциялайт жана поляризация талаасын азайтуу аркылуу түстүн туруксуздугун жеңилдетет.
Чындыгында, изилдөөчүлөр диаметри бир микрондон ашпаган түзмөктөр үчүн электролюминесценциянын эң жогорку толкун узундугу же токтун индукцияланган жарык чыгаруусу учурдагы инъекциянын өзгөрүшүнө жараша туруктуу бойдон калаарын аныкташкан. Кошумчалай кетсек, профессор Мидин командасы буга чейин кремнийде нано зым жарыктарын өстүрүү үчүн кремнийге жогорку сапаттагы GaN каптоолорду өстүрүү ыкмасын иштеп чыккан. Ошентип, µled башка CMOS электроникалары менен интеграцияга даяр Si субстратында отурат.
Бул µled жонокой көптөгөн потенциалдуу колдонмолорго ээ. Чиптеги интеграцияланган RGB дисплейдин эмиссия толкунунун узундугу кызылга чейин кеңейген сайын түзмөк платформасы күчтүүрөөк болот.
Посттун убактысы: 2023-жылдын 10-январына чейин