Los LED más pequeños del mundo de un nuevo semiconductor

La reducción de escala, el proceso de hacer que los dispositivos elementales sean más pequeños en tamaño, se encuentra en el corazón de muchos avances tecnológicos en la computación, la pantalla de información y las interacciones humanas-máquinas. Por ejemplo, la reducción de transistores ha acelerado la velocidad de las computadoras siguiendo la ley de Moore.

Del mismo modo, la disminución de los LED basados ​​en semiconductores III-V condujo a la invención de micro-LED, que se consideran una tecnología ‘definitiva para pantallas. Sin embargo, los micro-LED son muy costosos de hacer, ya que requieren procesos costosos que involucran crecimiento de cristal epitaxial y transferencia de masa. Es importante destacar que exhiben pérdidas de eficiencia graves cuando los tamaños de píxeles se reducen a ~ 10 micras o menos, lo que obstaculiza su potencial en aplicaciones comerciales.

Recientemente, los investigadores de la Universidad de Zhejiang y sus colaboradores de la Universidad de Cambridge mostraron que es posible hacer LED extremadamente pequeños basados ​​en semiconductores de perovskita, alcanzando un nuevo límite de tamaño que no se logró antes con los LED convencionales. Crearon LED de micro y nano-Perovskite (micro/nano-peleados) con longitudes de píxeles características desde cientos de micras hasta 90 nanómetros. Para sus pelutas verdes y de infrarrojo cercano, se mantienen altas eficiencias cuánticas externas de ~ 20% en una amplia gama de longitudes de píxeles (650 a 3.5 micras). A diferencia de los micro-LED convencionales basados ​​en semiconductores III-V, los micro/nano-peleados exhiben una reducción mínima de rendimiento al reducir el tamaño. Los nano-pelos con longitudes de píxeles de 90 nanómetros son los LED más pequeños del mundo, lo que permite una densidad de píxeles récord de 127,000 píxeles por pulgada (PPI) entre todas las clases de matrices LED.

El documento de investigación relacionado titulado "LED de micro y nano-perovskita de reducción de escala" se publicó recientemente en Nature (Lian et al, Nature (2025), https://doi.org/10.1038/s41586-025-08685-w). Los autores correspondientes del documento son el Prof. Di Dawei y el Prof. Zhao Baodan de la Universidad Zhejiang. Los primeros autores del periódico, Lian Yaxiao, Wang Yaxin, Yuan Yucai y Ren Zhixiang, son estudiantes de doctorado de la Universidad de Zhejiang. Sus colaboradores incluyen al Prof. Samuel Stranks y al Dr. Kangyu Ji de la Universidad de Cambridge.

Figura 1: Procesos de fabricación de micro y nano-peleados. Fuente: Naturaleza (2025).

"Hacer que los dispositivos electrónicos sean más pequeños es una búsqueda eterna para científicos e ingenieros", dijo el profesor Di Dawei, subdirector del Centro Internacional de Investigación de Fotónica Avanzada de la Universidad de Zhejiang. "Los LED de perovskite son una tecnología emergente para aplicaciones de visualización e iluminación. Hace varios años, pensamos que podría ser una buena idea hacer que los LED de perovskite sean más pequeños, similar a lo que se ha hecho para micro-LED y micro-OLED. En 2021, presentamos el concepto de‘ Micro-Perovskite LED (micro-recargados). Límites para los LED ”, dijo Di.

Figura 2: micro y nano-peleados de infrarrojo cercano. Fuente: Naturaleza (2025).

"Actualmente, la tecnología más avanzada para aplicaciones de exhibición es Micro-LEDS", dijo el profesor Zhao Baodan de la Universidad de Zhejiang. “Los micro-LED se basan en semiconductores III-V. Son la mejor fuente de luz para aplicaciones de realidad aumentada (AR) y realidad virtual (VR). Sin embargo, la eficiencia de los micro-LEDS cae rápidamente cuando las tamaños de pixel son más pequeñas que 10 micrómetros de 10 micrómetros de las calificaciones de píxeles de las aplicaciones AR/VR a las aplicaciones de ultras de halte de las newide. Semiconductores.

Figura 3: Matrices de píxeles de micro y nano y rojo y verde nano. Fuente: Naturaleza (2025).