LED tradicionale ka revolucionarizuar fushën e ndriçimit dhe ekranit për shkak të performancës së tyre superiore për sa i përket efikasitetit, stabilitetit dhe madhësisë së pajisjes. LED-të janë zakonisht tufa filmash të hollë gjysmëpërçues me dimensione anësore prej milimetrash, shumë më të vogla se pajisjet tradicionale si llambat inkandeshente dhe tubat katodë. Megjithatë, aplikacionet optoelektronike në zhvillim, të tilla si realiteti virtual dhe i shtuar, kërkojnë LED në madhësinë e mikronëve ose më pak. Shpresa është që LED (µled) në shkallë mikro ose nënmikrone të vazhdojë të ketë shumë nga cilësitë superiore që LED-të tradicionale tashmë kanë, të tilla si emetim shumë i qëndrueshëm, efikasitet dhe shkëlqim i lartë, konsum jashtëzakonisht i ulët i energjisë dhe emetim me ngjyra të plota. ndërsa është rreth një milion herë më i vogël në sipërfaqe, duke lejuar shfaqje më kompakte. Çipa të tillë led gjithashtu mund të hapin rrugën për qarqe fotonike më të fuqishme nëse mund të rriten me një çip të vetëm në Si dhe të integrohen me elektronikë plotësuese gjysmëpërçuese të oksidit metalik (CMOS).
Megjithatë, deri më tani, μled të tilla kanë mbetur të pakapshme, veçanërisht në gamën e gjatësisë valore të emetimit të gjelbër në të kuqe. Qasja tradicionale led μ-led është një proces nga lart-poshtë në të cilin filmat e puseve kuantike InGaN (QW) gdhenden në pajisje në shkallë mikro përmes një procesi gravurë. Ndërsa tio2 µled me bazë InGaN QW me film të hollë kanë tërhequr shumë vëmendje për shkak të shumë vetive të shkëlqyera të InGaN, të tilla si transporti efikas i bartësit dhe rregullimi i gjatësisë së valës në të gjithë gamën e dukshme, deri më tani ato janë rrënuar nga çështje të tilla si muri anësor dëmtimi nga korrozioni që përkeqësohet ndërsa madhësia e pajisjes zvogëlohet. Përveç kësaj, për shkak të ekzistencës së fushave të polarizimit, ato kanë paqëndrueshmëri në gjatësi vale/ngjyrë. Për këtë problem, janë propozuar zgjidhje InGaN jo polare dhe gjysmë polare dhe të zgavrës së kristalit fotonik, por për momentin nuk janë të kënaqshme.
Në një punim të ri të botuar në Light Science and Applications, studiuesit e udhëhequr nga Zetian Mi, një profesor në Universitetin e Miçiganit, Annabel, kanë zhvilluar një shkallë nënmikronike LED jeshile iii - nitrid që i kapërcen këto pengesa një herë e përgjithmonë. Këto µled u sintetizuan nga epitaksia rajonale e rrezeve molekulare të asistuara nga plazma. Në kontrast të plotë me qasjen tradicionale nga lart-poshtë, μled këtu përbëhet nga një grup nanotelash, secili prej vetëm 100 deri në 200 nm në diametër, të ndarë nga dhjetëra nanometra. Kjo qasje nga poshtë lart shmang në thelb dëmtimin e korrozionit të murit anësor.
Pjesa që emeton dritën e pajisjes, e njohur gjithashtu si rajoni aktiv, përbëhet nga struktura të puseve kuantike të shumëfishta me guaskë bërthamore (MQW) të karakterizuara nga morfologjia e nanotelave. Në veçanti, MQW përbëhet nga pusi InGaN dhe pengesa AlGaN. Për shkak të ndryshimeve në migrimin e atomit të përthithur të elementeve të grupit III indium, galium dhe alumin në muret anësore, ne zbuluam se indium mungonte në muret anësore të nanotelave, ku guaska GaN/AlGaN mbështillte bërthamën MQW si një burrito. Studiuesit zbuluan se përmbajtja e Al në këtë guaskë GaN/AlGaN u ul gradualisht nga ana e injektimit të elektronit të nanotelave në anën e injektimit të vrimës. Për shkak të ndryshimit në fushat e polarizimit të brendshëm të GaN dhe AlN, një gradient i tillë vëllimor i përmbajtjes së Al në shtresën AlGaN nxit elektrone të lira, të cilat janë të lehta për t'u derdhur në bërthamën MQW dhe lehtësojnë paqëndrueshmërinë e ngjyrave duke reduktuar fushën e polarizimit.
Në fakt, studiuesit kanë zbuluar se për pajisjet më pak se një mikron në diametër, gjatësia e valës së pikut të elektrolumineshencës, ose emetimi i dritës së induktuar nga rryma, mbetet konstante në një renditje të madhësisë së ndryshimit në injektimin e rrymës. Përveç kësaj, ekipi i profesorit Mi ka zhvilluar më parë një metodë për rritjen e veshjeve me cilësi të lartë GaN në silikon për të rritur LED me nanotel në silikon. Kështu, një µled ulet në një substrat Si gati për t'u integruar me elektronikë të tjerë CMOS.
Ky µled ka lehtësisht shumë aplikime të mundshme. Platforma e pajisjes do të bëhet më e fuqishme ndërsa gjatësia e valës së emetimit të ekranit të integruar RGB në çip zgjerohet në të kuqe.
Koha e postimit: Jan-10-2023