Fuldfarvede LED'er skæres ned i størrelse

Små lysemitterende enheder, der kan skabe alle farverne i regnbuen, er afgørende for den næste generation af telefoner og skærme.

Mikrometer-lysemitterende dioder (μLED'er) er den ideelle byggesten til næste generations microLED-skærme, der bruges i hovedmonterede skærme, mobiltelefoner og fjernsyn, fordi de er lyse, reagere hurtigt, tilbyde lang levetid og forbruge lidt energi. KAUST-forskere har vist, at disse nedskalerede enheder effektivt kan udsende lys på tværs af hele det synlige lysspektrum.

Ligesom med konventionelle LED -displays, fuld-farve μLEDs produkter vil kræve arrays af blå, grønne og røde lyskilder. Nitridbaserede legeringer er en gruppe af halvledende materialer, der tilbyder en vej til at opnå dette, fordi, med den rigtige kemiske blanding, de kan udsende alle tre farver.

Imidlertid, når nitridindretninger reduceres i størrelse til mikrometerskalaer, de bliver meget fattige lysudsendere. "Den største hindring for at reducere enhedernes størrelse er skaden på sidevæggene på LED -strukturen, der genereres under fremstillingsprocessen, "forklarer ph.d.-studerende Martin Velazquez-Rizo." Defekter giver en elektrisk vej til en lækstrøm, der ikke bidrager til lysemissionen. "Denne effekt bliver værre, når størrelsen på LED'en krymper, som har begrænset LED -størrelsen til cirka 400 x 400 mikrometer.

Velazquez-Rizo, sammen med sine kolleger Zhe Zhuang, Daisuke Iida og Kazuhiro Ohkawa, har udviklet lyse røde indiumgalliumnitridmikrolysemitterende dioder (µLED'er) på kun 17 × 17 mikrometer.

Teamet brugte en grundigt kalibreret atomaflejringsteknik til at oprette en 10 til 10 række røde μLED'er. Skaden på μLED -sidevæggene blev derefter elimineret ved hjælp af en kemisk behandling. "Vi bekræftede med atomskala-observationer, at sidevæggene havde høj krystallinitet efter behandlingen, "siger Velazquez-Rizo." At udføre denne form for observation kræver specialiserede værktøjer og prøveforberedelse. "Og lederen af ​​forskningen er Ohkawa enig." Uden denne mikroskopteknologi, vi kunne ikke indse og bekræfte denne præstation. "

De observerede meget høj udgangseffekt på 1,76 milliwatt fra hver kvadratmillimeter på enhedens overflade - en bemærkelsesværdig forbedring på tidligere enheder, der rapporterede en udgangseffekt på mindre end 1 milliwatt pr. Millimeter kvadrat. Holdet demonstrerede derefter deres røde μLED'er med grønne og blå indiumgalliumnitrid μLED'er for at skabe en bred farveområdet.

"Det næste trin i vores forskning er at yderligere forbedre effektiviteten af ​​vores μLED'er og reducere deres laterale dimensioner til under 10 mikrometer, "siger Velazquez-Rizo.