पारम्परिक एलईडीले दक्षताको सर्तमा उनीहरूको उत्कृष्ट प्रदर्शनको कारणले प्रकाश र प्रदर्शनको क्षेत्रमा क्रान्ति गरेको छ।

पारम्परिक एलईडीले दक्षता, स्थिरता र उपकरणको आकारको सन्दर्भमा उनीहरूको उत्कृष्ट प्रदर्शनको कारण प्रकाश र प्रदर्शनको क्षेत्रमा क्रान्तिकारी परिवर्तन गरेको छ। LEDs सामान्यतया मिलिमिटरको पार्श्व आयामहरू भएका पातलो अर्धचालक फिल्महरूको स्ट्याकहरू हुन्, जुन पारम्परिक यन्त्रहरू जस्तै इन्यान्डेसेन्ट बल्बहरू र क्याथोड ट्यूबहरू भन्दा धेरै सानो हुन्छन्। यद्यपि, भर्चुअल र संवर्धित वास्तविकता जस्ता उदीयमान अप्टोइलेक्ट्रोनिक अनुप्रयोगहरूलाई माइक्रोन वा कम आकारमा LEDs चाहिन्छ। आशा छ कि माइक्रो - वा सबमाइक्रोन स्केल LED (µleds) मा धेरै उच्च गुणहरू छन् जुन परम्परागत एलईडीहरू पहिले नै छन्, जस्तै अत्यधिक स्थिर उत्सर्जन, उच्च दक्षता र चमक, अल्ट्रा-कम पावर खपत, र पूर्ण-रंग उत्सर्जन, क्षेत्रफलमा करिब एक लाख गुणा सानो हुँदा, थप कम्प्याक्ट डिस्प्लेको लागि अनुमति दिँदै। त्यस्ता एलईडी चिपहरूले थप शक्तिशाली फोटोनिक सर्किटहरूको लागि मार्ग प्रशस्त गर्न सक्छन् यदि तिनीहरू Si मा एकल-चिप उब्जाउन सकिन्छ र पूरक मेटल अक्साइड सेमीकन्डक्टर (CMOS) इलेक्ट्रोनिक्ससँग एकीकृत गर्न सकिन्छ।

यद्यपि, अहिलेसम्म, त्यस्ता µleds विशेष गरी हरियो देखि रातो उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य दायरामा मायावी रहन्छन्। परम्परागत नेतृत्वमा µ-नेतृत्वको दृष्टिकोण एक शीर्ष-डाउन प्रक्रिया हो जसमा InGaN क्वान्टम वेल (QW) फिल्महरूलाई नक्काशी प्रक्रिया मार्फत माइक्रो-स्केल उपकरणहरूमा नक्काशी गरिन्छ। जबकि पातलो-फिल्म InGaN QW-आधारित tio2 µleds ले InGaN का धेरै उत्कृष्ट गुणहरूका कारण धेरै ध्यान आकर्षित गरेको छ, जस्तै प्रभावकारी क्यारियर यातायात र दृश्य दायरा भर तरंगदैर्ध्य ट्युनेबिलिटी, अहिले सम्म तिनीहरू साइड-वाल जस्ता समस्याहरूले ग्रस्त छन्। क्षरण क्षति जुन उपकरणको आकार घट्दै जाँदा बिग्रन्छ। थप रूपमा, ध्रुवीकरण क्षेत्रहरूको अस्तित्वको कारण, तिनीहरूसँग तरंगदैर्ध्य/रङ अस्थिरता छ। यस समस्याको लागि, गैर-ध्रुवीय र अर्ध-ध्रुवीय InGaN र फोटोनिक क्रिस्टल गुहा समाधान प्रस्ताव गरिएको छ, तर ती हाल सन्तोषजनक छैनन्।

लाइट साइन्स एन्ड एप्लिकेसनमा प्रकाशित नयाँ पेपरमा, मिशिगन विश्वविद्यालय, अन्नाबेलका प्रोफेसर जेटियन मीको नेतृत्वमा अन्वेषकहरूले सबमिक्रोन स्केल हरियो एलईडी iii - नाइट्राइड विकास गरेका छन् जसले यी अवरोधहरूलाई एक पटक र सबैको लागि पार गर्दछ। यी µleds चयन क्षेत्रीय प्लाज्मा-सहायता आणविक बीम एपिटेक्सी द्वारा संश्लेषित गरिएको थियो। परम्परागत माथि-डाउन दृष्टिकोणको एकदम विपरीत, यहाँ µled मा न्यानोवायरहरूको एर्रे हुन्छ, प्रत्येक मात्र 100 देखि 200 एनएम व्यासमा, दसौं न्यानोमिटरहरूद्वारा विभाजित। यो तल्लो-अप दृष्टिकोण अनिवार्य रूपमा पार्श्व पर्खाल जंग क्षतिबाट जोगाउँछ।

यन्त्रको प्रकाश उत्सर्जन गर्ने भाग, जसलाई सक्रिय क्षेत्र पनि भनिन्छ, कोर-शेल मल्टिपल क्वान्टम वेल (MQW) संरचनाहरू मिलेर बनेको छ जसलाई नानोवायर मोर्फोलोजीले विशेषता दिन्छ। विशेष गरी, MQW ले InGaN राम्रो र AlGaN अवरोध समावेश गर्दछ। समूह III तत्वहरू इन्डियम, ग्यालियम र एल्युमिनियमको छेउको पर्खालहरूमा सोसिएको एटम माइग्रेसनमा भिन्नताका कारण, हामीले नानोवायरको छेउको पर्खालहरूमा इन्डियम हराइरहेको फेला पार्यौं, जहाँ GaN/AlGaN खोलले MQW कोरलाई बुरिटो जस्तै बेरेको थियो। अन्वेषकहरूले फेला पारे कि यस GaN/AlGaN खोलको अल सामग्री नानोवायरको इलेक्ट्रोन इंजेक्शन साइडबाट प्वाल इंजेक्शन साइडमा बिस्तारै घट्यो। GaN र AlN को आन्तरिक ध्रुवीकरण क्षेत्रहरूमा भिन्नताको कारण, AlGaN तहमा Al सामग्रीको यस्तो भोल्युम ढाँचाले मुक्त इलेक्ट्रोनहरू उत्प्रेरित गर्दछ, जुन MQW कोरमा प्रवाह गर्न सजिलो हुन्छ र ध्रुवीकरण क्षेत्र घटाएर रंग अस्थिरता कम गर्दछ।

वास्तवमा, शोधकर्ताहरूले फेला पारेका छन् कि एक माइक्रोन भन्दा कम व्यासमा यन्त्रहरूको लागि, इलेक्ट्रोल्युमिनेसेन्सको शिखर तरंगदैर्ध्य, वा वर्तमान-प्रेरित प्रकाश उत्सर्जन, वर्तमान इंजेक्शनमा परिवर्तनको परिमाणको क्रममा स्थिर रहन्छ। थप रूपमा, प्रोफेसर एमआईको टोलीले पहिले नै सिलिकनमा उच्च-गुणस्तरको GaN कोटिंग्स सिलिकनमा नानोवायर लेडहरू बढाउनको लागि एक विधि विकास गरेको छ। यसरी, एक µled अन्य CMOS इलेक्ट्रोनिक्ससँग एकीकरणको लागि तयार Si substrate मा बस्छ।

यो µled मा सजिलैसँग धेरै सम्भावित अनुप्रयोगहरू छन्। चिपमा रहेको एकीकृत आरजीबी डिस्प्लेको उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य रातोमा विस्तार हुँदा उपकरण प्लेटफर्म थप बलियो हुनेछ।