Дәстүрлі жарықдиодты шамдар тиімділік, тұрақтылық және құрылғы өлшемі бойынша жоғары өнімділікке байланысты жарықтандыру және дисплей саласында төңкеріс жасады.Жарықдиодты шамдар әдетте бүйір өлшемдері миллиметрлік жұқа жартылай өткізгіш пленкалардан тұрады, қыздыру шамдары мен катодты түтіктер сияқты дәстүрлі құрылғыларға қарағанда әлдеқайда аз.Дегенмен, виртуалды және кеңейтілген шындық сияқты дамып келе жатқан оптоэлектрондық қосымшалар микрон немесе одан аз мөлшердегі жарықдиодты шамдарды қажет етеді.Микро немесе субмикрон шкаласындағы жарық диодтары (мөлшерді диодтар) жоғары тұрақты сәуле шығару, жоғары тиімділік пен жарықтық, ультра төмен қуат тұтыну және толық түсті сәуле шығару сияқты дәстүрлі жарық диодтары бар көптеген жоғары қасиеттерге ие болады деген үміт бар. ауданы шамамен миллион есе аз, бұл ықшам дисплейлерге мүмкіндік береді.Мұндай жарықдиодты чиптер Si-де бір чипті өсіруге және қосымша металл оксиді жартылай өткізгіш электроникасымен (CMOS) біріктіруге болатын болса, қуатты фотонды тізбектерге жол ашуы мүмкін.
Дегенмен, осы уақытқа дейін мұндай мкл жарықдиодтар, әсіресе жасылдан қызылға дейінгі сәулелену толқын ұзындығы диапазонында қол жетімсіз болып қалды.Дәстүрлі μ-led әдісі - InGaN кванттық ұңғыманың (QW) пленкалары сызу процесі арқылы микро масштабты құрылғыларға түсірілетін жоғарыдан төменге бағытталған процесс.Жұқа қабықшалы InGaN QW негізіндегі tio2 мкл жарықдиодтары InGaN-ның тиімді тасымалдаушы тасымалдау және көрінетін диапазонда толқын ұзындығын реттеу сияқты көптеген тамаша қасиеттеріне байланысты көпшіліктің назарын аударғанымен, осы уақытқа дейін оларды бүйірлік қабырға сияқты мәселелер мазалап келді. құрылғы өлшемі кішірейген сайын нашарлайтын коррозия зақымдануы.Сонымен қатар, поляризация өрістерінің болуына байланысты олардың толқын ұзындығы/түсі тұрақсыздығы бар.Бұл мәселе үшін полярлы емес және жартылай полярлы InGaN және фотонды кристалдық қуысты шешімдер ұсынылды, бірақ олар қазіргі уақытта қанағаттанарлық емес.
Light Science and Applications журналында жарияланған жаңа мақалада Аннабельдегі Мичиган университетінің профессоры Зетиан Ми бастаған зерттеушілер субмикрондық шкаладағы жасыл жарық диодты iii – нитридті жасап шығарды, ол осы кедергілерді біржола жеңеді.Бұл мкледтер селективті аймақтық плазма көмегімен молекулалық сәуле эпитаксисі арқылы синтезделді.Дәстүрлі «жоғарыдан төменге» көзқарасынан мүлде айырмашылығы, мұндағы µled диаметрі ондаған нанометрлермен бөлінген, әрқайсысының диаметрі небәрі 100-ден 200 нм-ге дейінгі нано сымдар жиынынан тұрады.Бұл төменнен жоғарыға бағытталған тәсіл негізінен қабырғаның бүйірлік коррозиясының зақымдануын болдырмайды.
Құрылғының жарық шығаратын бөлігі, сондай-ақ белсенді аймақ ретінде белгілі, нано сымдар морфологиясымен сипатталатын ядро-қабық көп кванттық ұңғыма (MQW) құрылымдарынан тұрады.Атап айтқанда, MQW InGaN ұңғысынан және AlGaN тосқауылынан тұрады.Бүйір қабырғаларында ІІІ топ индий, галлий және алюминий элементтерінің адсорбцияланған атомдық миграциясының айырмашылығына байланысты GaN/AlGaN қабығы MQW өзегін буррито тәрізді орап алған нано сымдардың бүйір қабырғаларында индий жоқ екенін анықтадық.Зерттеушілер бұл GaN/AlGaN қабықшасының Al мазмұны наноөткізгіштердің электронды инъекциялық жағынан тесік инъекциялық жағына дейін біртіндеп азайғанын анықтады.GaN және AlN ішкі поляризация өрістерінің айырмашылығына байланысты AlGaN қабатындағы Al мазмұнының мұндай көлемдік градиенті бос электрондарды индукциялайды, олар MQW өзегіне оңай ағып кетеді және поляризация өрісін азайту арқылы түс тұрақсыздығын жеңілдетеді.
Шындығында, зерттеушілер диаметрі бір микроннан аз құрылғылар үшін электролюминесценцияның ең жоғары толқын ұзындығы немесе ток индуцирленген жарық эмиссиясы ток инъекциясының өзгеру шамасына қарай тұрақты болып қалатынын анықтады.Сонымен қатар, профессор Мидың командасы бұрын кремнийде нано сымды жарықдиодтарды өсіру үшін кремнийде жоғары сапалы GaN жабындарын өсіру әдісін әзірледі.Осылайша, µled басқа CMOS электроникасымен біріктіруге дайын Si субстратында отырады.
Бұл µled оңай көптеген әлеуетті қолданбаларға ие.Чиптегі біріктірілген RGB дисплейінің сәулелену толқын ұзындығы қызылға дейін кеңейген сайын құрылғы платформасы берік болады.
Жіберу уақыты: 10 қаңтар 2023 ж