U LED tradiziunale hà rivoluzionatu u campu di l'illuminazione è a visualizazione per via di a so prestazione superiore in termini di efficienza.

U LED tradiziunale hà rivoluzionatu u campu di l'illuminazione è a visualizazione per via di a so prestazione superiore in termini di efficienza, stabilità è dimensione di u dispusitivu. I LED sò tipicamente pile di filmi semiconduttori sottili cù dimensioni laterali di millimetri, assai più chjuchi di i dispositi tradiziunali, cum'è lampadine incandescenti è tubi catodici. Tuttavia, l'applicazioni optoelettroniche emergenti, cum'è a realtà virtuale è aumentata, necessitanu LED in a dimensione di microni o menu. A speranza hè chì i LED di scala micro - o submicron (µleds) cuntinueghjanu à avè assai di e qualità superiori chì i led tradiziunali anu digià, cum'è l'emissione altamente stabile, l'alta efficienza è a luminosità, u cunsumu d'energia ultra-bassu, è l'emissione di culore. mentre chì hè circa un milione di volte più chjucu in u spaziu, chì permettenu display più compacti. Tali chips led puderanu ancu apre a strada per circuiti fotonici più putenti si ponu esse cultivati ​​in un chip unicu nantu à Si è integrati cù l'elettronica cumplementaria di semiconductor d'ossidu di metalli (CMOS).

Tuttavia, finu à avà, tali µled sò rimasti elusivi, soprattuttu in a gamma di lunghezze d'onda di emissioni verdi à rosse. L'approcciu tradiziunale di led µ-led hè un prucessu top-down in u quali i filmi InGaN quantum well (QW) sò incisi in i dispositi micro-scala attraversu un prucessu di incisione. Mentre i tio2 µleds basati in InGaN QW in film sottile anu attiratu assai attenzione per parechje di e proprietà eccellenti di InGaN, cum'è u trasportu di trasportatore efficiente è a sintonizazione di a lunghezza d'onda in tutta a gamma visibile, finu à avà sò stati afflitti da prublemi cum'è a parete laterale. dannu da corrosione chì s'aggrava cum'è a dimensione di u dispusitivu si riduce. Inoltre, per via di l'esistenza di campi di polarizazione, anu inestabilità di lunghezza d'onda / culore. Per questu prublema, sò stati pruposti solu solu InGaN non polari è semi-polari è di cavità di cristalli fotonichi, ma ùn sò micca soddisfacenti per u mumentu.

In un novu documentu publicatu in Light Science and Applications, i circadori guidati da Zetian Mi, un prufissore in l'Università di Michigan, Annabel, anu sviluppatu una scala submicronica LED verde iii - nitruru chì supera questi ostaculi una volta per sempre. Questi µled sò stati sintetizzati da l'epitaxie selettiva di fasciu moleculare assistita da plasma regionale. In forte cuntrastu cù l'approcciu tradiziunale di u top-down, u µled quì hè custituitu da una matrice di nanofili, ognunu solu da 100 à 200 nm di diametru, separati da decine di nanometri. Stu approcciu bottom-up evita essenzialmente danni da corrosione di u muru laterale.

A parte di l'emissione di luce di u dispusitivu, cunnisciuta ancu com'è a regione attiva, hè cumposta di strutture core-shell multiple quantum well (MQW) carattarizatu da a morfologia di nanowire. In particulare, u MQW hè custituitu da u pozzu InGaN è a barriera AlGaN. A causa di e diffirenzii in a migrazione di l'atomu adsorbitu di l'elementi di u Gruppu III, l'indiu, u galiu è l'aluminiu nantu à i mura laterali, avemu trovu chì l'indiu mancava nantu à i muri laterali di i nanowires, induve a cunchiglia GaN / AlGaN hà impastatu u core MQW cum'è un burrito. I circadori truvaru chì u cuntenutu Al di sta cunchiglia GaN / AlGaN diminuì gradualmente da u latu di l'iniezione di l'elettroni di i nanofili à u latu di l'iniezione di u pirtusu. A causa di a diffarenza in i campi di polarizazione interna di GaN è AlN, tali gradiente di voluminu di cuntenutu Al in a strata di AlGaN induce elettroni liberi, chì sò faciuli di flussu in u core MQW è allevianu l'inestabilità di u culore riducendu u campu di polarizazione.

In fatti, i circadori anu truvatu chì per i dispositi di menu di un micron di diametru, a lunghezza d'onda di punta di l'elettroluminescenza, o l'emissione di luce indotta da u currente, ferma custanti nantu à un ordine di grandezza di u cambiamentu in l'iniezione di corrente. Inoltre, a squadra di u prufessore Mi hà sviluppatu prima un metudu per cultivà rivestimenti GaN d'alta qualità nantu à u siliciu per cultivà led nanowire nantu à u siliciu. Cusì, un µled si trova nantu à un sustrato Si prontu per l'integrazione cù l'altri elettroni CMOS.

Stu µled hà facilmente parechje applicazioni potenziali. A piattaforma di u dispositivu diventerà più robusta cum'è a lunghezza d'onda di emissione di a visualizazione RGB integrata nantu à u chip si espande à rossu.