Ìlànà LED àtijọ́ ti yí ipò ìmọ́lẹ̀ àti ìfihàn padà nítorí iṣẹ́ wọn tó ga jùlọ ní ti ìṣe, ìdúróṣinṣin àti ìwọ̀n ẹ̀rọ. Àwọn LED sábà máa ń jẹ́ àkójọ àwọn fíìmù semiconductor tín-ín-rín pẹ̀lú ìwọ̀n millimeters tí ó wà ní ẹ̀gbẹ́, tí ó kéré gan-an ju àwọn ẹ̀rọ ìbílẹ̀ bíi incandescent bulbs àti cathode tubes lọ. Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn ohun èlò optoelectronic tí ń jáde, gẹ́gẹ́ bí virtual àti augmented reality, nílò àwọn LED ní ìwọ̀n microns tàbí kí ó dín sí i. Ìrètí ni pé micro – tàbí submicron scale LED (µleds) ń bá a lọ láti ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ànímọ́ tí ó ga jùlọ tí àwọn LED ìbílẹ̀ ti ní tẹ́lẹ̀, gẹ́gẹ́ bí ìtújáde tí ó dúró ṣinṣin, ìṣeéṣe gíga àti ìmọ́lẹ̀, agbára ultra-low power consumption, àti ìtújáde àwọ̀ kíkún, nígbàtí ó jẹ́ nǹkan bí ìgbà mílíọ̀nù kan ní agbègbè, tí ó ń fún àwọn ìfihàn tí ó pọ̀ sí i láyè. Irú àwọn chips LED bẹ́ẹ̀ tún lè ṣí ọ̀nà fún àwọn iyika photonic tí ó lágbára jù bí a bá lè gbin wọn ní ẹyọ kan ṣoṣo lórí Si kí a sì fi ẹ̀rọ itanna CMOS complementary oxide semiconductor (CMOS) ṣepọpọ̀.
Sibẹsibẹ, titi di isisiyi, iru awọn µled bẹẹ ko tii han gbangba, paapaa ni ibiti iwọn igbin ti njade alawọ ewe si pupa. Ọna itọsọna ti aṣa ti a dari µ-led jẹ ilana oke-isalẹ ninu eyiti awọn fiimu InGaN quantum well (QW) ti wa ni kikọ sinu awọn ẹrọ kekere nipasẹ ilana etching. Lakoko ti awọn tinrin ti o da lori InGaN QW ti o ni tinrin ti fa ifojusi pupọ nitori ọpọlọpọ awọn ohun-ini InGaN ti o dara julọ, gẹgẹbi gbigbe gbigbe ti o munadoko ati iyipada gigun-iwọn jakejado ibiti a le rii, titi di isisiyi wọn ti ni awọn iṣoro bii ibajẹ ipata ẹgbẹ-odi ti o buru si bi iwọn ẹrọ ṣe dinku. Ni afikun, nitori wiwa awọn aaye polarization, wọn ni iduroṣinṣin gigun/awọ. Fun iṣoro yii, awọn solusan InGaN ti kii ṣe polar ati semi-polar ati awọn solusan iho gilasi photonic ti a ti dabaa, ṣugbọn wọn ko ni itẹlọrun ni bayi.
Nínú ìwé tuntun kan tí a tẹ̀ jáde nínú ìwé Light Science and Applications, àwọn olùwádìí tí Zetian Mi, ọ̀jọ̀gbọ́n kan ní Yunifásítì Michigan, Annabel, ṣe olórí, ti ṣe àgbékalẹ̀ submicron scale green LED iii – nitride tí ó borí àwọn ìdènà wọ̀nyí lẹ́ẹ̀kan àti fún gbogbo. Àwọn µled wọ̀nyí ni a ṣe nípasẹ̀ àwọn aṣàyàn regional plasma-assisted molecular beam epitaxy. Ní ìyàtọ̀ pátápátá sí ọ̀nà ìbílẹ̀ òkè-ìsàlẹ̀, µled níbí ní oríṣiríṣi nanowires, ọ̀kọ̀ọ̀kan wọn jẹ́ 100 sí 200 nm ní ìwọ̀n ìlà, tí a yà sọ́tọ̀ pẹ̀lú àwọn mẹ́wàá nanometers. Ọ̀nà ìsàlẹ̀-ìsàlẹ̀ yìí yẹra fún ìbàjẹ́ ìbàjẹ́ ògiri ní ẹ̀gbẹ́.
Apá tí ń tú ìmọ́lẹ̀ jáde nínú ẹ̀rọ náà, tí a tún mọ̀ sí agbègbè tí ń ṣiṣẹ́, ni a ṣe láti inú àwọn ìrísí core-shell multiple quantum well (MQW) tí a fi àmì sí nípa ìrísí nanowire. Ní pàtàkì, MQW ní kànga InGaN àti ìdènà AlGaN. Nítorí ìyàtọ̀ nínú ìṣípò atom tí a fi sínú àwọn èròjà Group III indium, gallium àti aluminiomu lórí àwọn ògiri ẹ̀gbẹ́, a rí i pé indium kò sí lórí àwọn ògiri ẹ̀gbẹ́ àwọn nanowires náà, níbi tí ìkarahun GaN/AlGaN ti di ìkarahun MQW bí burrito. Àwọn olùwádìí rí i pé àkóónú Al nínú ìkarahun GaN/AlGaN yìí dínkù díẹ̀díẹ̀ láti apá ìfàgùn electron ti àwọn nanowires sí apá ìfàgùn ihò. Nítorí ìyàtọ̀ nínú àwọn pápá ìfàgùn inú ti GaN àti AlN, irú ìwọ̀n ìpele Al nínú ìpele AlGaN ń fa àwọn elekitironi ọ̀fẹ́, èyí tí ó rọrùn láti ṣàn sínú ìkarahun MQW tí ó sì dín àìdúróṣinṣin àwọ̀ kù nípa dídín pápá ìfàgùn kù.
Ní gidi, àwọn olùwádìí ti rí i pé fún àwọn ẹ̀rọ tí kò ju micron kan lọ ní ìwọ̀n, ìgbìnlẹ̀ gíga ti electroluminescence, tàbí ìtújáde ìmọ́lẹ̀ tí ó ń fa lọ́wọ́lọ́wọ́, dúró ṣinṣin lórí ìpele ìyípadà nínú abẹ́rẹ́ lọ́wọ́lọ́wọ́. Ní àfikún, ẹgbẹ́ Ọ̀jọ̀gbọ́n Mi ti ṣe àgbékalẹ̀ ọ̀nà kan tẹ́lẹ̀ fún gbígbin àwọn ìbòrí GaN tí ó ga jùlọ lórí silicon láti gbin àwọn led nanowire lórí silicon. Nítorí náà, µled kan jókòó lórí substrate Si tí ó ti ṣetán fún ìṣọ̀kan pẹ̀lú àwọn ẹ̀rọ itanna CMOS mìíràn.
µled yìí ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ohun èlò tó ṣeé lò. Pẹpẹ ẹ̀rọ náà yóò lágbára sí i bí ìgbì ìtújáde ti ìfihàn RGB tí a ti so pọ̀ lórí ërún náà ṣe ń gbòòrò sí pupa.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Jan-10-2023