Tradisionele LED het die veld van beligting en vertoning 'n rewolusie gemaak vanweë hul voortreflike werkverrigting in terme van doeltreffendheid, stabiliteit en toestelgrootte.LED's is tipies stapels dun halfgeleierfilms met laterale afmetings van millimeter, baie kleiner as tradisionele toestelle soos gloeilampe en katodebuise.Opkomende opto-elektroniese toepassings, soos virtuele en volgemaak realiteit, vereis egter LED's in die grootte van mikron of minder.Die hoop is dat mikro- of submikronskaal LED (µleds) steeds baie van die voortreflike eienskappe het wat tradisionele leds reeds het, soos hoogs stabiele emissie, hoë doeltreffendheid en helderheid, ultra-lae kragverbruik en volkleur emissie, terwyl dit ongeveer 'n miljoen keer kleiner in oppervlakte is, wat meer kompakte uitstallings moontlik maak.Sulke geleide skyfies kan ook die weg baan vir kragtiger fotoniese stroombane as hulle enkelskyfies op Si gekweek kan word en geïntegreer kan word met komplementêre metaaloksied halfgeleier (CMOS) elektronika.
Tot dusver het sulke µleds egter ontwykend gebly, veral in die groen tot rooi emissiegolflengtereeks.Die tradisionele gelei µ-geleide benadering is 'n bo-na-onder proses waarin InGaN kwantumput (QW) films geëts word in mikroskaal toestelle deur 'n etsproses.Terwyl dunfilm InGaN QW-gebaseerde tio2 µleds baie aandag getrek het vanweë baie van InGaN se uitstekende eienskappe, soos doeltreffende draervervoer en golflengte-verstelbaarheid regdeur die sigbare reeks, is hulle tot dusver deur kwessies soos sywand geteister. korrosieskade wat vererger namate die toestelgrootte krimp.Daarbenewens, as gevolg van die bestaan van polarisasie velde, het hulle golflengte/kleur onstabiliteit.Vir hierdie probleem is nie-polêre en semi-polêre InGaN en fotoniese kristal holte oplossings voorgestel, maar hulle is tans nie bevredigend nie.
In 'n nuwe referaat gepubliseer in Light Science and Applications, het navorsers onder leiding van Zetian Mi, 'n professor aan die Universiteit van Michigan, Annabel, 'n submikronskaal groen LED iii ontwikkel - nitride wat hierdie struikelblokke eens en vir altyd oorkom.Hierdie µleds is gesintetiseer deur selektiewe plaaslike plasma-ondersteunde molekulêre straal-epitaksie.In skrille kontras met die tradisionele bo-na-onder-benadering, bestaan die µled hier uit 'n reeks nanodrade, elkeen slegs 100 tot 200 nm in deursnee, geskei deur tientalle nanometers.Hierdie onder-na-bo-benadering vermy in wese laterale muurkorrosieskade.
Die liguitstralende deel van die toestel, ook bekend as die aktiewe streek, is saamgestel uit kern-dop veelvuldige kwantumput (MQW) strukture wat gekenmerk word deur nanodraadmorfologie.Die MQW bestaan veral uit die InGaN-put en die AlGaN-versperring.As gevolg van verskille in geadsorbeerde atoommigrasie van die Groep III-elemente indium, gallium en aluminium op die sywande, het ons gevind dat indium op die sywande van die nanodrade ontbreek, waar die GaN/AlGaN-dop die MQW-kern soos 'n burrito toegedraai het.Die navorsers het gevind dat die Al-inhoud van hierdie GaN/AlGaN-dop geleidelik afgeneem het vanaf die elektroninspuitingskant van die nanodrade na die gatinspuitingskant.As gevolg van die verskil in die interne polarisasievelde van GaN en AlN, induseer so 'n volumegradiënt van Al-inhoud in AlGaN-laag vrye elektrone, wat maklik in die MQW-kern invloei en die kleuronstabiliteit verlig deur die polarisasieveld te verminder.
Trouens, die navorsers het gevind dat vir toestelle minder as een mikron in deursnee, die piekgolflengte van elektroluminesensie, of stroomgeïnduseerde liguitstraling, konstant bly op 'n orde van grootte van die verandering in stroominspuiting.Daarbenewens het professor Mi se span voorheen 'n metode ontwikkel om hoëgehalte GaN-bedekkings op silikon te kweek om nanodraad-leds op silikon te laat groei.Dus, 'n µled sit op 'n Si-substraat wat gereed is vir integrasie met ander CMOS-elektronika.
Hierdie µled het maklik baie potensiële toepassings.Die toestelplatform sal robuuster word namate die emissiegolflengte van die geïntegreerde RGB-skerm op die skyfie na rooi uitbrei.
Postyd: Jan-10-2023