LED tradizionalak irauli egin du argiztapenaren eta pantailen arloa, eraginkortasunari, egonkortasunari eta gailuaren tamainari dagokionez duten errendimendu bikainagatik. LEDak normalean milimetroko dimentsio lateralak dituzten erdieroalezko film meheen pilak dira, bonbilla gori eta katodo-hodiak bezalako gailu tradizionalak baino askoz txikiagoak. Hala ere, optoelektroniko aplikazio berriek, hala nola errealitate birtual eta areagotuak, mikra edo gutxiagoko tamainako LEDak behar dituzte. Itxaropena da mikro edo azpimikroi eskalako LEDek (µled) LED tradizionalek dagoeneko dituzten ezaugarri hobeak izaten jarraitzea, hala nola emisio oso egonkorra, eraginkortasun eta distira handia, energia-kontsumo ultra-txikia eta kolore osoko emisioa, milioi bat aldiz txikiagoak izanik azalerari dagokionez, pantaila trinkoagoak ahalbidetuz. LED txip horiek zirkuitu fotoniko indartsuagoetarako bidea ere ireki dezakete Si gainean txip bakarrean hazi eta metal oxido erdieroaleen (CMOS) elektronika osagarriarekin integra badaitezke.
Hala ere, orain arte, µled horiek zailak izan dira aurkitzen, batez ere berdetik gorrira bitarteko igorpen-uhin-luzera tartean. LED µ-led metodo tradizionala goitik beherako prozesu bat da, non InGaN putzu kuantiko (QW) filmak mikroeskalako gailuetan grabatzen diren grabatze-prozesu baten bidez. InGaN QW oinarritutako tio2 µled film meheek arreta handia erakarri duten arren InGaN-en propietate bikain askorengatik, hala nola eramaileen garraio eraginkorra eta uhin-luzeraren doikuntza ikusgai tarte osoan, orain arte arazoek jota egon dira, hala nola alboko hormaren korrosioaren kalteak, gailuaren tamaina txikitzen den heinean okerrera egiten dutenak. Gainera, polarizazio-eremuak daudelako, uhin-luzera/kolore ezegonkortasuna dute. Arazo honetarako, InGaN ez-polar eta erdi-polar eta kristal fotonikozko barrunbeen irtenbideak proposatu dira, baina oraingoz ez dira asegarriak.
Light Science and Applications aldizkarian argitaratutako artikulu berri batean, Zetian Mi Michigango Unibertsitateko (Annabel) irakasleak zuzendutako ikertzaileek LED berde iii-nitruro bat garatu dute, oztopo horiek behin betiko gainditzen dituena. µled hauek plasma bidezko molekula-izpien epitaxia erregional selektiboaren bidez sintetizatu ziren. Goitik beherako ikuspegi tradizionalaren aldean, hemengo µled-a nanohari multzo batez osatuta dago, bakoitza 100 eta 200 nm-ko diametrokoa, hamarnaka nanometroz bereizita. Behetik gorako ikuspegi honek funtsean alboko hormen korrosioaren kalteak saihesten ditu.
Gailuaren argia igortzen duen zatia, eskualde aktibo gisa ere ezagutzen dena, nanohari morfologia duten nukleo-oskola putzu kuantiko anitzeko (MQW) egiturez osatuta dago. Bereziki, MQW-ak InGaN putzua eta AlGaN hesi bat ditu. III. Taldeko indio, galio eta aluminio elementuen alboko paretetan adsorbatutako atomoen migrazioan dauden desberdintasunengatik, ikusi genuen indioa falta zela nanoharien alboko paretetan, GaN/AlGaN oskolak MQW nukleoa burrito bat bezala biltzen zuen tokian. Ikertzaileek ikusi zuten GaN/AlGaN oskolaren Al edukia pixkanaka gutxitzen zela nanoharien elektroi injekzio aldetik zulo injekzio aldera. GaN eta AlN-ren barne polarizazio eremuen arteko desberdintasunengatik, AlGaN geruzako Al edukiaren bolumen gradiente horrek elektroi askeak eragiten ditu, eta hauek erraz isurtzen dira MQW nukleora eta kolorearen ezegonkortasuna arintzen dute polarizazio eremua murriztuz.
Izan ere, ikertzaileek aurkitu dute mikroi bat baino gutxiagoko diametroa duten gailuetan elektrolumineszentziaren uhin-luzera maximoa, edo korronteak eragindako argi-igorpena, konstante mantentzen dela korronte-injekzioaren aldaketaren magnitude-ordena batean. Horrez gain, Mi irakaslearen taldeak aurretik GaN estaldura kalitate handikoak silizioan hazteko metodo bat garatu du nanohariko ledak silizioan hazteko. Horrela, µled bat Si substratu batean dago, beste CMOS elektronika batzuekin integratzeko prest.
µled honek aplikazio potentzial asko ditu erraz. Gailuaren plataforma sendoagoa izango da txipean integratutako RGB pantailaren igorpen-uhin-luzera gorrira zabaltzen den heinean.
Argitaratze data: 2023ko urtarrilaren 10a