I LED più piccoli del mondo da un nuovo semiconduttore
Il downscaling, il processo di rendimento di dispositivi elementari di dimensioni, è al centro di molte scoperte tecnologiche nelle interazioni di elaborazione, visualizzazione delle informazioni e macchine umane. Ad esempio, il ridimensionamento dei transistor ha accelerato la velocità dei computer seguendo la legge di Moore.
Allo stesso modo, il ridimensionamento dei LED basati su semiconduttori III-V ha portato all'invenzione di micro-LED, che sono considerate una "tecnologia finale per i display. Tuttavia, le micro-LED sono molto costose da realizzare in quanto richiedono costosi processi che coinvolgono la crescita dei cristalli epitassiali e il trasferimento di massa. È importante sottolineare che mostrano gravi perdite di efficienza quando le dimensioni dei pixel si riducono a ~ 10 micron o inferiori, ostacolando il loro potenziale nelle applicazioni commerciali.
Di recente, i ricercatori dell'Università di Zhejiang e i loro collaboratori dell'Università di Cambridge hanno mostrato che è possibile realizzare LED estremamente piccoli basati su semiconduttori perovskite, raggiungendo un nuovo limite di dimensioni non raggiunto prima con LED convenzionali. Hanno creato LED micro e nano-pervskite (micro/nano-peli) con lunghezze di pixel caratteristiche da centinaia di micron fino a 90 nanometri. Per i loro peli verdi e vicino a infrarossi, elevate efficienze quantistiche esterne di ~ 20% vengono mantenute su una vasta gamma di lunghezze di pixel (da 650 a 3,5 micron). A differenza delle micro-LED convenzionali basate su semiconduttori III-V, i micro-nano-peli presentano una riduzione minima delle prestazioni al ridimensionamento. I nano-peli con lunghezze di pixel di 90 nanometri sono i LED più piccoli del mondo, consentendo una densità di pixel altissima di 127.000 pixel per pollice (PPI) tra tutte le classi di array LED.
Il relativo documento di ricerca intitolato "Downscaling Micro e Nano-Percheskite LED" è stato recentemente pubblicato in Nature (Lian et al, Nature (2025), https://doi.org/10.1038/S41586-025-08685-W). Gli autori corrispondenti del documento sono il Prof. Di Dawei e il Prof. Zhao Baodan dell'Università di Zhejiang. I primi autori del documento, Lian Yaxiao, Wang Yaxin, Yuan Yucai e Ren Zhixiang, sono dottorandi di dottorato dell'Università di Zhejiang. I loro collaboratori includono il Prof. Samuel Stranks e il Dr. Kangyu Ji dell'Università di Cambridge.
Figura 1: processi di fabbricazione di micro e nano-peli. Fonte: natura (2025).
"Rendere più piccoli dispositivi elettronici è una ricerca eterna per scienziati e ingegneri", ha affermato il Prof. Di Dawei, vicedirettore dell'International Research Center for Advanced Photonics dell'Università di Zhejiang. "I LED di perovskite sono una tecnologia emergente per le applicazioni di visualizzazione e illuminazione. Diversi anni fa, abbiamo pensato che potesse essere una buona idea rendere più piccoli LED di perovskite, simili a quelli che sono stati fatti per micro-LED e micro-oleds. Limiti per i LED ”, ha detto Di.
Figura 2: micro e nano-pelici a infrarossi vicini. Fonte: natura (2025).
"Attualmente, la tecnologia più avanzata per le applicazioni di visualizzazione è le micro-guida", ha affermato il Prof. Zhao Baodan dell'Università di Zhejiang. “Le micro-LED sono basate su semiconduttori III-V. Sono la migliore fonte di luce per le applicazioni di realtà aumentata (AR) e di realtà virtuale (VR). Tuttavia, l'efficienza delle micro-LED diminuisce rapidamente quando le dimensioni dei pixel sono più piccoli di perovuzioni di Halide. I semiconduttori.
Figura 3: array di pixel rossi e verdi micro e nano-pelici. Fonte: natura (2025).