Уламжлалт LED нь үр ашиг, тогтвортой байдал, төхөөрөмжийн хэмжээсийн хувьд дээд зэргийн гүйцэтгэлийн улмаас гэрэлтүүлэг, дэлгэцийн салбарт хувьсгал хийсэн.LED нь ихэвчлэн улайсдаг чийдэн, катодын хоолой зэрэг уламжлалт төхөөрөмжүүдээс хамаагүй бага хэмжээтэй, хажуугийн хэмжээс бүхий миллиметр бүхий нимгэн хагас дамжуулагч хальс юм.Гэсэн хэдий ч виртуал болон нэмэгдүүлсэн бодит байдал зэрэг шинээр гарч ирж буй оптоэлектроник програмууд нь микрон ба түүнээс бага хэмжээтэй LED шаарддаг.Микро буюу микрон жижиг хэмжээний LED (мкл) нь өндөр тогтвортой ялгаруулалт, өндөр үр ашиг, гэрэл гэгээ, хэт бага эрчим хүчний зарцуулалт, бүрэн өнгөт ялгаруулалт гэх мэт уламжлалт LED-д байдаг олон давуу талуудтай хэвээр байна гэж найдаж байна. талбайн хэмжээ нь сая дахин бага байх нь илүү нягт дэлгэц гаргах боломжийг олгодог.Ийм лед чипүүд нь Si дээр нэг чиптэй ургуулж, нэмэлт металл ислийн хагас дамжуулагч (CMOS) электрониктой нэгтгэж чадвал илүү хүчирхэг фотоник хэлхээг бий болгох замыг нээж өгөх болно.
Гэсэн хэдий ч өнөөг хүртэл ийм μled нь, ялангуяа ногооноос улаан хүртэл ялгарах долгионы уртад байх боломжгүй хэвээр байна.Уламжлалт удирдсан μ-led арга нь InGaN квантын худгийн (QW) хальсыг сийлбэрлэх процессоор микро масштабтай төхөөрөмжид сийлдэг дээрээс доош чиглэсэн үйл явц юм.Нимгэн хальсан InGaN QW-д суурилсан tio2 µled нь InGaN-ийн олон сайн шинж чанар, тухайлбал зөөвөрлөгчийг үр ашигтай тээвэрлэх, харагдахуйц хүрээг хамарсан долгионы уртыг тохируулах чадвараас шалтгаалан олны анхаарлыг татсаар ирсэн ч өнөөг хүртэл тэдгээр нь хажуугийн хана гэх мэт асуудалтай тулгарсаар ирсэн. төхөөрөмжийн хэмжээ багасах тусам улам дорддог зэврэлтийн гэмтэл.Үүнээс гадна туйлшралын талбарууд байдаг тул долгионы урт/өнгө тогтворгүй байдаг.Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд туйлтгүй ба хагас туйлт InGaN болон фотоник болор хөндийн шийдлүүдийг санал болгосон боловч одоогоор хангалттай биш байна.
Light Science and Applications сэтгүүлд нийтлэгдсэн шинэ өгүүлэлд Аннабелийн Мичиганы их сургуулийн профессор Зетиан Ми тэргүүтэй судлаачид эдгээр саад бэрхшээлийг нэг удаа давж гарах микрон жижиг хэмжээтэй ногоон LED iii буюу нитридыг бүтээжээ.Эдгээр µled-ийг сонгомол бүс нутгийн сийвэнгийн тусламжтайгаар молекулын цацрагийн эпитаксигаар нийлэгжүүлсэн.Уламжлалт дээрээс доош чиглэсэн арга барилаас эрс ялгаатай нь энд байгаа μled нь тус бүр нь 100-200 нм диаметртэй, хэдэн арван нанометрээр тусгаарлагдсан олон тооны нано утаснуудаас бүрддэг.Энэхүү доороос дээш чиглэсэн арга нь хажуугийн хананы зэврэлтээс үндсэндээ зайлсхийдэг.
Идэвхтэй бүс гэж нэрлэгддэг төхөөрөмжийн гэрэл ялгаруулах хэсэг нь нано утасны морфологиор тодорхойлогддог үндсэн бүрхүүлийн олон квант худгийн (MQW) бүтцээс бүрдэнэ.Ялангуяа MQW нь InGaN худаг болон AlGaN хаалтаас бүрдэнэ.Хажуугийн хананд III бүлгийн индий, галли, хөнгөн цагааны элементүүдийн шингэсэн атомын шилжилтийн ялгаанаас шалтгаалан GaN/AlGaN бүрхүүл нь MQW цөмийг буррито шиг ороосон нано утасны хажуу хананд индий дутуу байгааг олж мэдсэн.Судлаачид энэхүү GaN/AlGaN бүрхүүлийн Al-ийн агууламж нано утаснуудын электрон шахах талаас нүхний шахах тал хүртэл аажмаар буурч байгааг олж мэдэв.GaN ба AlN-ийн дотоод туйлшралын талбайн ялгаанаас шалтгаалан AlGaN давхарга дахь Al-ийн агууламжийн ийм эзлэхүүний градиент нь MQW цөмд амархан урсдаг чөлөөт электронуудыг өдөөдөг бөгөөд туйлшралын талбарыг багасгаж өнгөний тогтворгүй байдлыг бууруулдаг.
Үнэн хэрэгтээ нэг микроноос бага диаметртэй төхөөрөмжүүдийн хувьд электролюминесценцийн оргил долгионы урт буюу гүйдлийн улмаас үүссэн гэрлийн ялгаруулалт нь гүйдлийн тарилгын өөрчлөлтийн дарааллаар тогтмол хэвээр байдгийг судлаачид тогтоожээ.Нэмж дурдахад, профессор Ми-ийн баг цахиур дээр нано утастай гэрлүүд ургуулахын тулд цахиур дээр өндөр чанарын GaN бүрэх ургуулах аргыг өмнө нь боловсруулжээ.Тиймээс μled нь бусад CMOS электроникуудтай нэгтгэхэд бэлэн Si субстрат дээр сууна.
Энэхүү μled нь олон боломжит хэрэглээтэй.Чип дээрх нэгдсэн RGB дэлгэцийн цацрагийн долгионы урт улаан болж өргөсөх тусам төхөөрөмжийн платформ илүү бат бөх болно.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 1-р сарын 10-ны хооронд