Les plus petites LED du monde d'un nouveau semi-conducteur
La réduction de l'échelle, le processus de rendez-vous des dispositifs élémentaires de plus petite taille, est au cœur de nombreuses percées technologiques dans l'informatique, l'affichage de l'information et les interactions humaines-machine. Par exemple, la réduction d'échelle des transistors a accéléré la vitesse des ordinateurs suivant la loi de Moore.
De même, le dimensionnement des LED basé sur les semi-conducteurs III-V a conduit à l'invention des micro-LED, qui sont considérés comme une «technologie ultime pour les affichages. Cependant, les micro-LED sont très coûteux à faire car ils nécessitent des processus coûteux impliquant la croissance des cristaux épitaxiaux et le transfert de masse. Surtout, ils présentent des pertes d'efficacité graves lorsque les tailles de pixels réduisent à ~ 10 microns ou moins, entravant leur potentiel dans les applications commerciales.
Récemment, des chercheurs de l'Université de Zhejiang et leurs collaborateurs de l'Université de Cambridge ont montré qu'il est possible de fabriquer des LED extrêmement petites basées sur des semi-conducteurs de pérovskite, atteignant une nouvelle limite de taille non atteinte auparavant avec des LED conventionnelles. Ils ont créé des LED micro et nano-pervskites (micro / nano-peled) avec des longueurs de pixels caractéristiques de centaines de microns à 90 nanomètres. Pour leurs peled vert et proche infrarouge, des efficacités quantiques externes élevées d'environ 20% sont maintenues sur une large gamme de longueurs de pixels (650 à 3,5 microns). Contrairement aux micro-LED conventionnels basés sur les semi-conducteurs III-V, les micro / nano-peled présentent une réduction minimale des performances lors de la réduction des effectifs. Les nano-peled avec des longueurs de pixels de 90 nanomètres sont les plus petites LED du monde, permettant une densité de pixels record de 127 000 pixels par pouce (PPI) parmi toutes les classes de tableaux LED.
Le document de recherche connexe intitulé «Discaling Micro- and Nano-Perovskite LEDS» a récemment été publié dans Nature (Lian et al, Nature (2025), https://doi.org/10.1038/S41586-025-08685---w). Les auteurs correspondants de l'article sont le professeur Di Dawei et le professeur Zhao Baodan de l'Université de Zhejiang. Les premiers auteurs de l'article, Lian Yaxiao, Wang Yaxin, Yuan Yucai et Ren Zhixiang, sont des doctorants de l'Université de Zhejiang. Leurs collaborateurs incluent le professeur Samuel Stranks et le Dr Kangyu Ji de l'Université de Cambridge.
Figure 1: Processus de fabrication des micro et nano-peled. Source: Nature (2025).
«Rendre les appareils électroniques plus petits est une poursuite éternelle pour les scientifiques et les ingénieurs», a déclaré le professeur Di Dawei, directeur adjoint du Centre de recherche international pour la photonique avancée de l'Université de Zhejiang. «Les LED de pérovskite sont une technologie émergente pour les applications d'affichage et d'éclairage. Il y a plusieurs années, nous avons pensé que ce pourrait être une bonne idée de rendre les LED de perovskite plus petites, similaires à ce qui avait été fait pour les micro-LED et les micro-olées. Limites pour les LED », a déclaré Di.
Figure 2: Micro et nano-peled presque infrarouges. Source: Nature (2025).
"Actuellement, la technologie la plus avancée pour les applications d'affichage est les micro-LED", a déclaré le professeur Zhao Baodan de l'Université de Zhejiang. «Les micro-LED sont basés sur les semi-conducteurs III-V. Ils sont la meilleure source de lumière pour les applications de réalité augmentée (AR) et de réalité virtuelle (VR). Cependant, l'efficacité des micro-LED chute rapidement lorsque les tailles de pixels sont plus petites de 10 micromètres, qui sont les tailles de pixels souhaitables pour les applications AR / VR avec une internue ultra-haute. Semi-conducteurs.
Figure 3: Réparties de pixels micro et nano-pelés rouges et verts. Source: Nature (2025).