An'anaviy LED yorug'lik va displey sohasida samaradorlik, barqarorlik va qurilma hajmi bo'yicha yuqori ishlashi tufayli inqilob qildi. LEDlar odatda lateral o'lchamlari millimetr bo'lgan, cho'g'lanma lampalar va katod quvurlari kabi an'anaviy qurilmalarga qaraganda ancha kichik bo'lgan nozik yarim o'tkazgich plyonkalar to'plamidir. Biroq, virtual va kengaytirilgan haqiqat kabi rivojlanayotgan optoelektronik ilovalar mikron yoki undan kamroq hajmdagi LEDlarni talab qiladi. Umid qilamanki, mikro yoki submikron miqyosli LED (µledlar) an'anaviy svetodiodlar mavjud bo'lgan ko'plab yuqori sifatlarga ega bo'lib qoladi, masalan, yuqori barqaror emissiya, yuqori samaradorlik va yorqinlik, o'ta kam quvvat iste'moli va to'liq rangli emissiya, Maydoni taxminan million marta kichikroq bo'lib, yanada ixcham displeylar yaratishga imkon beradi. Bunday led chiplar, agar ular Si-da bitta chipli o'stirilsa va qo'shimcha metall oksidi yarimo'tkazgichli (CMOS) elektronika bilan birlashtirilsa, yanada kuchli fotonik sxemalar uchun yo'l ochishi mumkin.
Biroq, hozirgacha bunday mklledlar, ayniqsa yashildan qizilgacha emissiya to'lqin uzunligi oralig'ida tushunarsiz bo'lib qoldi. An'anaviy led m-led yondashuv yuqoridan pastga qarab jarayon bo'lib, unda InGaN kvant qudug'i (QW) plyonkalari o'yma jarayoni orqali mikro o'lchovli qurilmalarga o'rnatiladi. InGaN QW asosidagi yupqa plyonkali tio2 µledlar InGaN-ning ko‘plab ajoyib xususiyatlari, masalan, samarali tashuvchini tashish va ko‘rinadigan diapazon bo‘ylab to‘lqin uzunligini sozlash qobiliyati tufayli ko‘pchilikning e’tiborini tortgan bo‘lsa-da, shu paytgacha ular yon devor kabi muammolar bilan qiynalib kelgan. qurilma hajmi kichrayganda yomonlashadigan korroziya shikastlanishi. Bundan tashqari, polarizatsiya maydonlarining mavjudligi tufayli ular to'lqin uzunligi / rangning beqarorligiga ega. Ushbu muammo uchun qutbsiz va yarim qutbli InGaN va fotonik kristalli bo'shliqlar echimlari taklif qilingan, ammo ular hozirda qoniqarli emas.
Light Science and Applications jurnalida chop etilgan yangi maqolada, Annabel shtatidagi Michigan universiteti professori Zetian Mi boshchiligidagi tadqiqotchilar submikron shkalasi yashil LED iii - nitridni ishlab chiqdilar, bu to'siqlarni bir marta va butunlay yengib chiqadi. Ushbu µledlar selektiv mintaqaviy plazma yordamida molekulyar nur epitaksisi bilan sintez qilingan. An'anaviy yuqoridan pastga yondashuvdan keskin farqli o'laroq, bu erda µled har birining diametri atigi 100 dan 200 nm gacha bo'lgan, o'nlab nanometrlar bilan ajratilgan nanosimlardan iborat. Ushbu pastdan yuqoriga yondashuv, asosan, lateral devor korroziyasining shikastlanishidan saqlaydi.
Qurilmaning yorug'lik chiqaradigan qismi, shuningdek, faol mintaqa sifatida ham tanilgan, nanosim morfologiyasi bilan tavsiflangan yadro-qobiqli ko'p kvant quduqlari (MQW) tuzilmalaridan iborat. Xususan, MQW InGaN qudug'i va AlGaN to'sig'idan iborat. Yon devorlarda III guruh elementlari indiy, galyum va alyuminiyning adsorbsiyalangan atom migratsiyasidagi farqlar tufayli biz nanosimlarning yon devorlarida indiy yo'qligini aniqladik, bu erda GaN / AlGaN qobig'i MQW yadrosini burrito kabi o'rab oldi. Tadqiqotchilar bu GaN/AlGaN qobig'ining Al tarkibi nanosimlarning elektron in'ektsiya tomonidan teshik in'ektsiya tomoniga asta-sekin kamayib borishini aniqladilar. GaN va AlN ning ichki polarizatsiya maydonlaridagi farq tufayli AlGaN qatlamidagi Al tarkibidagi bunday hajm gradienti MQW yadrosiga oson oqadigan erkin elektronlarni keltirib chiqaradi va polarizatsiya maydonini kamaytirish orqali rang beqarorligini engillashtiradi.
Darhaqiqat, tadqiqotchilar diametri bir mikrondan kam bo'lgan qurilmalar uchun elektroluminesansning eng yuqori to'lqin uzunligi yoki oqimdan kelib chiqadigan yorug'lik emissiyasi joriy in'ektsiya o'zgarishining kattaligi tartibida doimiy bo'lib qolishini aniqladilar. Bundan tashqari, professor Mi jamoasi ilgari kremniyda nanosimli svetodiodlarni etishtirish uchun kremniyda yuqori sifatli GaN qoplamalarini etishtirish usulini ishlab chiqdi. Shunday qilib, µled boshqa CMOS elektronikasi bilan integratsiyaga tayyor Si substratida o'tiradi.
Ushbu µled osongina ko'plab potentsial ilovalarga ega. Chipdagi o'rnatilgan RGB displeyning emissiya to'lqin uzunligi qizil ranggacha kengayganligi sababli qurilma platformasi yanada mustahkam bo'ladi.
Xabar vaqti: 2023 yil 10-yanvar