새로운 반도체에서 세계에서 가장 작은 LED

크기가 작게 작게 만드는 과정 인 다운 스케일링은 컴퓨팅, 정보 표시 및 인간-기계 상호 작용에서 많은 기술 혁신의 핵심입니다. 예를 들어, 트랜지스터의 다운 스케일링은 무어 법칙에 따라 컴퓨터의 속도를 가속화했습니다.

마찬가지로, III-V 반도체에 기초한 LED의 하향 크기는 마이크로 렌즈의 발명으로 이어졌으며, 이는 '디스플레이를위한 궁극적 인 기술로 간주된다. 그러나, 마이크로 렌즈는 에피 택셜 크리스탈 성장 및 질량 전달과 관련된 비용이 많이 드는 프로세스가 필요하기 때문에 만드는 데 매우 비싸다. 중요하게도, 픽셀 크기가 ~ 10 미크론 이하로 감소하면 상업용 응용 분야에서의 잠재력을 방해 할 때 심각한 효율 손실을 나타냅니다.

최근 Zhejiang University의 연구원들과 Cambridge University의 공동 작업자들은 Perovskite 반도체를 기반으로 매우 작은 LED를 만들 수 있으며 기존 LED로 이전에 달성되지 않은 새로운 크기 제한에 도달 할 수 있음을 보여주었습니다. 그들은 수백 마이크론에서 90 나노 미터까지 특징적인 픽셀 길이를 가진 마이크로 및 나노 페 로브 스카이 트 LED (마이크로/나노 펠 레드)를 만들었습니다. 녹색 및 근적외선 펠레드의 경우 ~ 20%의 높은 외부 양자 효율이 광범위한 픽셀 길이 (650 ~ 3.5 미크론)에 걸쳐 유지됩니다. III-V 반도체에 기초한 기존의 마이크로 렌즈와 달리, 마이크로/나노 펠레드는 다운 사이징시 최소 성능 감소를 나타낸다. 픽셀 길이 90 나노 미터 인 나노 펠로드는 세계에서 가장 작은 LED로, 모든 클래스의 LED 배열 중에서 인치당 127,000 픽셀 (PPI)의 기록 최고 픽셀 밀도를 가능하게합니다.

“Downscaling Micro- 및 Nano-Perovskite LED”라는 관련 연구 논문은 최근 Nature에 출판되었습니다 (Lian et al, Nature (2025), https://doi.org/10.1038/S41586-025-08685-W). 이 논문의 해당 저자는 Di Dawei 교수와 Zhejiang University의 Zhao Baodan 교수입니다. 이 논문의 첫 번째 저자 인 Lian Yaxiao, Wang Yaxin, Yuan Yucai 및 Ren Zhixiang은 Zhejiang University의 박사 과정 학생입니다. 그들의 공동 작업자로는 Samuel Strank 교수와 Cambridge University의 Kangyu Ji 박사가 있습니다.

그림 1 : 마이크로 및 나노 펠레드의 제조 과정. 출처 : 자연 (2025).

Zhejiang University의 국제 고급 광자 국제 연구 센터 부국장 디 다웨이 (Di Dawei) 교수는“전자 장치를 작게 만드는 것은 과학자와 엔지니어를위한 영원한 추구입니다. “Perovskite LEDS는 디스플레이 및 조명 응용 프로그램을위한 새로운 기술입니다. 몇 년 전, 우리는 Perovskite LED를 마이크로 러드 및 마이크로 올레드에 대해 수행 한 것과 비슷한 것과 비슷한 것과 비슷한 것이 좋을 것이라고 생각했습니다. 2021 년에, 우리는 마이크로-페로프 스카이드 리드 (마이크로 펠레드)의 개념을 소개했습니다. LED의 한계”라고 Di.

그림 2 : 근적외선 마이크로 및 나노 펠 레드. 출처 : 자연 (2025).

Zhejiang University의 Zhao Baodan 교수는“현재 디스플레이 응용 프로그램을위한 가장 진보 된 기술은 마이크로 렌즈입니다. “마이크로 렌즈는 III-V 반도체를 기반으로합니다. 이들은 증강 현실 (AR) 및 VR (Virtual Reality) 응용 프로그램에 가장 적합한 광원입니다. 그러나 픽셀 크기가 10 마이크로 미터보다 작을 때 마이크로 렌즈의 효율성은 급격히 감소합니다. 반도체. Perovskite LED가 매우 작을 때 어떻게 작용하는지 보는 것은 흥미로울 것입니다.”라고 Zhao는 말했습니다.

그림 3 : 빨간색 및 녹색 마이크로 및 나노 펠링 된 픽셀 어레이. 출처 : 자연 (2025).