Традицион LED яктырту һәм дисплей өлкәсендә революция ясады, чөнки алар нәтиҗәлелек, тотрыклылык һәм җайланма зурлыгы ягыннан югарырак күрсәткечләргә ия. LEDлар, гадәттә, миллиметрлы ян үлчәмле нечкә ярымүткәргеч пленкалар өемнәреннән тора, алар кыздыру лампалары һәм катод лампалары кебек традицион җайланмаларга караганда күпкә кечерәк. Ләкин, виртуаль һәм киңәйтелгән чынбарлык кебек яңа оптоэлектрон кушымталар микрон яки аннан да кечерәк зурлыктагы LEDларны таләп итә. Өмет шунда ки, микро яки субмикрон масштаблы LEDлар (µledлар) традицион LEDлардагы кебек күп кенә югары сыйфатлы сыйфатларга ия булачак, мәсәлән, югары тотрыклы эмиссия, югары нәтиҗәлелек һәм яктылык, ультра түбән энергия куллану һәм тулы төсле эмиссия, шул ук вакытта мәйданы буенча миллион тапкыр кечерәк, бу исә компакт дисплейлар булдыру мөмкинлеген бирә. Мондый LED чиплары, әгәр аларны Si'да бер чиплы итеп үстереп һәм өстәмә металл оксиды ярымүткәргеч (CMOS) электроникасы белән интеграцияләп булса, көчлерәк фотоник схемалар өчен юл ача ала.
Шулай да, әлегә кадәр мондый µледлар, бигрәк тә яшелдән кызылга кадәрге нурланыш дулкын озынлыгы диапазонында, табылмый. Традицион светодиод µледлы ысул - InGaN квант коесы (QW) пленкалары микромасштаблы җайланмаларга гравировка процессы аша гравировкалана торган югарыдан аска таба процесс. Юкка пленкалы InGaN QW нигезендәге tio2 µледлар InGaNның күп кенә искиткеч үзенчәлекләре, мәсәлән, нәтиҗәле ташучы транспорты һәм күренә торган диапазон буенча дулкын озынлыгы көйләнеше аркасында зур игътибар җәлеп итсәләр дә, хәзерге вакытка кадәр алар җайланма зурлыгы кечерәю белән начарая торган ян стенаның коррозия зыяны кебек проблемалар белән интегәләр. Моннан тыш, поляризация кырлары булу сәбәпле, аларда дулкын озынлыгы/төс тотрыксызлыгы бар. Бу проблема өчен поляр булмаган һәм ярымполяр InGaN һәм фотон кристалл куышлыгы чишелешләре тәкъдим ителде, ләкин алар хәзерге вакытта канәгатьләнерлек түгел.
Light Science and Applications журналында бастырылган яңа мәкаләдә, Мичиган университеты профессоры, Аннабель Зетиан Ми җитәкчелегендәге тикшеренүчеләр, бу киртәләрне бер тапкыр һәм мәңгегә җиңә торган субмикрон масштаблы яшел LED iii – нитрид эшләделәр. Бу µledлар сайлап алынган региональ плазма ярдәмендәге молекуляр нур эпитаксисы ярдәмендә синтезланган. Традицион югарыдан аска таба ысулдан кискен аермалы буларак, мондагы µled, һәрберсенең диаметры нибары 100-200 нм булган, дистәләгән нанометрлар белән аерылган наночыбыклар массивыннан тора. Бу түбәннән өскә таба ысул, нигездә, ян стеналарның коррозия зыяныннан саклый.
Җайланманың яктылык чыгаручы өлеше, шулай ук актив өлкә дип тә атала, наночыбык морфологиясе белән характерланган үзәк-кабыклы күп квант чокыры (MQW) структураларыннан тора. Аерым алганда, MQW InGaN чокырыннан һәм AlGaN барьерыннан тора. III төркем элементларының индий, галлий һәм алюминийның ян стеналарында адсорбцияләнгән атом миграциясендәге аермалар аркасында, без наночыбыкларның ян стеналарында индийның юклыгын ачыкладык, анда GaN/AlGaN кабыгы MQW үзәген буррито кебек урап алган. Тикшеренүчеләр бу GaN/AlGaN кабыгының Al эчтәлеге наночыбыкларның электрон инъекция ягыннан тишек инъекция ягына кадәр әкренләп кимегәнен ачыкладылар. GaN һәм AlN эчке поляризация кырларындагы аерма аркасында, AlGaN катламындагы Al эчтәлегенең мондый күләм градиенты MQW үзәгенә җиңел ага торган һәм поляризация кырын киметү юлы белән төс тотрыксызлыгын йомшарта торган ирекле электроннарны индукцияли.
Чынлыкта, тикшеренүчеләр диаметры бер микроннан да кимрәк булган җайланмалар өчен электролюминесценциянең пик дулкын озынлыгы, ягъни ток белән индукцияләнгән яктылык чыгару, ток инъекциясенең үзгәрүенә карап үзгәрешсез кала икәнен ачыкладылар. Моннан тыш, профессор Ми командасы элегрәк кремнийда югары сыйфатлы GaN каплауларын үстерү ысулын эшләгән иде, шул рәвешле кремнийда наночыбыклы светодиодлар үстерергә. Шулай итеп, µled башка CMOS электроникасы белән интеграцияләнергә әзер Si субстратында урнаша.
Бу µled күп кенә потенциаль кулланылышка ия. Чиптагы RGB дисплейның нурланыш дулкын озынлыгы кызылга киңәйгән саен, җайланма платформасы ныграк булачак.
Бастырып чыгару вакыты: 2023 елның 10 гыйнвары