أصغر LED في العالم من أشباه الموصلات الجديدة

تقلص الحجم ، عملية صنع الأجهزة الأولية أصغر حجمها ، تقع في قلب العديد من الاختراقات التكنولوجية في التفاعلات الحاسوبية وعرض المعلومات وتفاعلات الإنسان والآلة. على سبيل المثال ، تسارع تقليص الترانزستورات إلى سرعة أجهزة الكمبيوتر بعد قانون مور.

وبالمثل ، أدى حجم LEDs المستند إلى أشباه الموصلات II-V إلى اختراع الصغار الصغرى ، والتي تعتبر بمثابة تقنية في نهاية المطاف للعروض. ومع ذلك ، فإن الصغار المكلفين باهظ الثمن لأنهم يتطلبون عمليات مكلفة تشمل نمو البلورة الفائقة ونقل الكتلة. الأهم من ذلك ، أنها تظهر خسائر شديدة الكفاءة عندما تنخفض أحجام البكسل إلى حوالي 10 ميكرون أو أقل ، مما يعيق إمكاناتها في التطبيقات التجارية.

في الآونة الأخيرة ، أظهر الباحثون في جامعة تشجيانغ ومتعاونهم في جامعة كامبريدج أنه من الممكن صنع مصابيح LED صغيرة للغاية على أساس أشباه الموصلات البيروفسكايت ، حيث وصلت إلى حد جديد لم يتم تحقيقه من قبل مع LED التقليدية. قاموا بإنشاء LEDs Micro-و Nano-Perovskite (محفوظات صغيرة/نانو) مع أطوال البكسل المميزة من مئات الميكرونات إلى 90 نانومتر. بالنسبة إلى محوقيها الخضراء والقريبة من الأشعة تحت الحمراء ، يتم الحفاظ على الكفاءات الكمومية الخارجية العالية البالغة 20 ٪ عبر مجموعة واسعة من أطوال البكسل (650 إلى 3.5 ميكرون). على عكس البدلات الصغيرة التقليدية على أساس أشباه الموصلات II-V ، فإن Micro/Nano-Pelsed يظهرون الحد الأدنى من الأداء عند تقليص حجمها. تعد الأجزاء النانوية ذات الأطوال البكسل التي تبلغ 90 نانومترًا هي أصغر مصابيح LED في العالم ، مما يتيح كثافة قياسية عالية البكسل تبلغ 127000 بكسل لكل بوصة (PPI) بين جميع فئات المصفوفات LED.

تم نشر ورقة البحث ذات الصلة بعنوان "Downscaling Micro- و Nano-Perovskite LEDs" مؤخرًا في Nature (Lian et al ، Nature (2025) ، https://doi.org/10.1038/S41586-025-08685-W). المؤلفون المقابلون للورقة هم البروفيسور دي داوي والأستاذ تشاو بودان من جامعة تشجيانغ. أول مؤلفين للورقة ، ليان ياكسيو ، وانغ ياكسين ، يوان يوكاي ورين تشككسانغ ، هم طلاب دكتوراه من جامعة تشجيانغ. ومن بين المتعاونين مع البروفيسور صموئيل سترانكس والدكتور كانجيو جي من جامعة كامبريدج.

الشكل 1: عمليات التصنيع من موظفي النانو. المصدر: الطبيعة (2025).

وقال البروفيسور دي داوي ، نائب مدير المركز الدولي للبحوث في جامعة تشجيانغ: "إن جعل الأجهزة الإلكترونية أصغر هو المطاردة الأبدية للعلماء والمهندسين". "LEDs Perovskite هي تقنية ناشئة لتطبيقات العرض والإضاءة. قبل عدة سنوات ، اعتقدنا أنه قد يكون من الجيد أن تجعل Perovskite Leds أصغر ، على غرار ما تم القيام به لمحامات الدفاع الدقيقة والثلاثين. وقال دي.

الشكل 2: القريبة من الأشعة تحت الحمراء المجهرية والبطانة النانو. المصدر: الطبيعة (2025).

وقال البروفيسور تشاو بودان من جامعة تشجيانغ: "في الوقت الحالي ، فإن التكنولوجيا الأكثر تقدماً لتطبيقات العرض هي الصغرى". "يعتمد الصغرى على أشباه الموصلات III-V. إنهم أفضل مصدر إضاءة للتطبيقات المعززة (AR) والتطبيقات الواقعية (VR). ومع ذلك ، فإن كفاءة الصغار الصغرى تنخفض بسرعة عندما تكون أحجام البيكسلات أصغر من 10 ميكرومتر ، وهي عبارة عن مُجازات مرغوبة. أشباه الموصلات.

الشكل 3: صفيفات بكسل حمراء وخضراء محفوظة على النانو. المصدر: الطبيعة (2025).