परम्परागत एलईडीले दक्षता, स्थिरता र उपकरणको आकारको हिसाबले उत्कृष्ट प्रदर्शनको कारण प्रकाश र प्रदर्शनको क्षेत्रमा क्रान्तिकारी परिवर्तन ल्याएको छ। एलईडीहरू सामान्यतया मिलिमिटरको पार्श्व आयाम भएका पातलो अर्धचालक फिल्महरूको स्ट्याक हुन्, जुन इन्क्यान्डेसेन्ट बल्ब र क्याथोड ट्यूबहरू जस्ता परम्परागत उपकरणहरू भन्दा धेरै सानो हुन्छन्। यद्यपि, भर्चुअल र संवर्धित वास्तविकता जस्ता उदीयमान अप्टोइलेक्ट्रोनिक अनुप्रयोगहरूलाई माइक्रोन वा कम आकारमा एलईडीहरू आवश्यक पर्दछ। आशा यो छ कि माइक्रो - वा सबमाइक्रोन स्केल एलईडी (μleds) मा परम्परागत एलईडीहरूमा पहिले नै भएका धेरै उत्कृष्ट गुणहरू रहिरहनेछन्, जस्तै अत्यधिक स्थिर उत्सर्जन, उच्च दक्षता र चमक, अल्ट्रा-कम पावर खपत, र पूर्ण-रंग उत्सर्जन, जबकि क्षेत्रफलमा लगभग दस लाख गुणा सानो छ, जसले गर्दा थप कम्प्याक्ट डिस्प्लेहरूको लागि अनुमति दिन्छ। यस्ता एलईडी चिपहरूले Si मा एकल-चिप उब्जाउन सकिन्छ र पूरक धातु अक्साइड अर्धचालक (CMOS) इलेक्ट्रोनिक्ससँग एकीकृत गर्न सकिन्छ भने थप शक्तिशाली फोटोनिक सर्किटहरूको लागि पनि मार्ग प्रशस्त गर्न सक्छ।
यद्यपि, अहिलेसम्म, यस्ता μleds मायावी नै रहेका छन्, विशेष गरी हरियो देखि रातो उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य दायरामा। परम्परागत led µ-led दृष्टिकोण एक माथि-तल प्रक्रिया हो जसमा InGaN क्वान्टम वेल (QW) फिल्महरूलाई एचिंग प्रक्रिया मार्फत माइक्रो-स्केल उपकरणहरूमा एचिंग गरिन्छ। पातलो-फिल्म InGaN QW-आधारित tio2 µleds ले InGaN का धेरै उत्कृष्ट गुणहरू, जस्तै कुशल वाहक यातायात र दृश्य दायरामा तरंगदैर्ध्य ट्युनेबिलिटीको कारणले धेरै ध्यान आकर्षित गरेको छ, अहिलेसम्म तिनीहरू साइड-वाल जंग क्षति जस्ता समस्याहरूले ग्रस्त छन् जुन उपकरणको आकार घट्दै जाँदा बिग्रन्छ। थप रूपमा, ध्रुवीकरण क्षेत्रहरूको अस्तित्वको कारण, तिनीहरूसँग तरंगदैर्ध्य/रंग अस्थिरता छ। यस समस्याको लागि, गैर-ध्रुवीय र अर्ध-ध्रुवीय InGaN र फोटोनिक क्रिस्टल गुहा समाधानहरू प्रस्ताव गरिएको छ, तर तिनीहरू हाल सन्तोषजनक छैनन्।
लाइट साइन्स एण्ड एप्लिकेसनमा प्रकाशित एउटा नयाँ पेपरमा, मिशिगन विश्वविद्यालय, अन्नाबेलका प्राध्यापक जेटियन मीको नेतृत्वमा अनुसन्धानकर्ताहरूले एक सबमाइक्रोन स्केल हरियो एलईडी iii - नाइट्राइड विकास गरेका छन् जसले यी अवरोधहरूलाई एक पटक र सबैको लागि पार गर्दछ। यी μleds चयनात्मक क्षेत्रीय प्लाज्मा-सहायता प्राप्त आणविक बीम एपिटाक्सी द्वारा संश्लेषित गरिएको थियो। परम्परागत माथि-तल दृष्टिकोणको विपरीत, यहाँ μled मा न्यानोवायरहरूको एर्रे हुन्छ, प्रत्येक व्यासमा केवल १०० देखि २०० एनएम मात्र हुन्छ, दशौं न्यानोमिटरहरूद्वारा विभाजित हुन्छ। यो तल्लो-माथि दृष्टिकोणले अनिवार्य रूपमा पार्श्व पर्खालको क्षरण क्षतिलाई बेवास्ता गर्दछ।
उपकरणको प्रकाश उत्सर्जक भाग, जसलाई सक्रिय क्षेत्र पनि भनिन्छ, नानोवायर मोर्फोलोजी द्वारा विशेषता कोर-शेल मल्टिपल क्वान्टम वेल (MQW) संरचनाहरू मिलेर बनेको छ। विशेष गरी, MQW मा InGaN इनार र AlGaN बाधा हुन्छ। छेउको भित्तामा समूह III तत्वहरू इन्डियम, ग्यालियम र एल्युमिनियमको सोखिएको परमाणु माइग्रेसनमा भिन्नताका कारण, हामीले नानोवायरहरूको छेउको भित्तामा इन्डियम हराइरहेको पायौं, जहाँ GaN/AlGaN शेलले MQW कोरलाई बुरिटो जस्तै बेर्यो। अनुसन्धानकर्ताहरूले पत्ता लगाए कि यस GaN/AlGaN शेलको Al सामग्री नानोवायरहरूको इलेक्ट्रोन इंजेक्शन साइडबाट प्वाल इंजेक्शन साइडमा बिस्तारै घट्यो। GaN र AlN को आन्तरिक ध्रुवीकरण क्षेत्रहरूमा भिन्नताको कारण, AlGaN तहमा Al सामग्रीको यस्तो भोल्युम ग्रेडियन्टले मुक्त इलेक्ट्रोनहरूलाई प्रेरित गर्दछ, जुन MQW कोरमा प्रवाह गर्न सजिलो हुन्छ र ध्रुवीकरण क्षेत्र घटाएर रंग अस्थिरतालाई कम गर्दछ।
वास्तवमा, अनुसन्धानकर्ताहरूले पत्ता लगाएका छन् कि एक माइक्रोन भन्दा कम व्यास भएका उपकरणहरूको लागि, इलेक्ट्रोल्युमिनेसेन्सको शिखर तरंगदैर्ध्य, वा वर्तमान-प्रेरित प्रकाश उत्सर्जन, वर्तमान इंजेक्शनमा परिवर्तनको परिमाणको क्रममा स्थिर रहन्छ। थप रूपमा, प्रोफेसर एमआईको टोलीले पहिले सिलिकनमा नानोवायर एलईडीहरू बढाउन सिलिकनमा उच्च-गुणस्तरको GaN कोटिंगहरू बढाउने विधि विकास गरेको छ। यसरी, एक μled अन्य CMOS इलेक्ट्रोनिक्ससँग एकीकरणको लागि तयार Si सब्सट्रेटमा बस्छ।
यो μled मा सजिलैसँग धेरै सम्भावित अनुप्रयोगहरू छन्। चिपमा रहेको एकीकृत RGB डिस्प्लेको उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य रातोमा विस्तार हुँदै जाँदा उपकरण प्लेटफर्म अझ बलियो हुनेछ।
पोस्ट समय: जनवरी-१०-२०२३