Os menores LEDs do mundo de um novo semicondutor

A escalada, o processo de tornar os dispositivos elementares menores em tamanho, está no coração de muitos avanços tecnológicos na computação, exibição de informações e interações humanas-máquina. Por exemplo, a redução de transistores acelerou a velocidade dos computadores após a lei de Moore.

Da mesma forma, o dimensionamento dos LEDs com base em semicondutores III-V levou à invenção de micro-leds, que são considerados uma tecnologia final para displays. No entanto, os micro-leds são muito caros, pois exigem processos caros que envolvam crescimento epitaxial de cristal e transferência de massa. É importante ressaltar que eles exibem graves perdas de eficiência quando os tamanhos dos pixels reduzem para ~ 10 mícrons ou abaixo, dificultando seu potencial em aplicações comerciais.

Recentemente, pesquisadores da Universidade de Zhejiang e seus colaboradores da Universidade de Cambridge mostraram que é possível criar LEDs extremamente pequenos com base em semicondutores de perovskita, atingindo um novo limite de tamanho não alcançado antes com os LEDs convencionais. Eles criaram LEDs de micro e nano-Pesovskite (micro/nano-parado) com comprimentos de pixel característicos de centenas de mícrons até 90 nanômetros. Para seus peleados verdes e de infravermelho próximo, altas eficiências quânticas externas de ~ 20% são mantidas em uma ampla gama de comprimentos de pixel (650 a 3,5 mícrons). Ao contrário dos micro-LEDs convencionais com base nos semicondutores III-V, os micro/nano-cunhados exibem redução mínima de desempenho após o downsizing. Os nano-compostos com comprimentos de pixel de 90 nanômetros são os menores LEDs do mundo, permitindo uma densidade recorde de pixels de 127.000 pixels por polegada (PPI) entre todas as classes de matrizes LED.

O artigo de pesquisa relacionado intitulado "LEDs de redução de micro e nano-Perevskite" foi publicado recentemente em Nature (Lian et al, Nature (2025), https://doi.org/10.1038/S41586-025-08855-W). Os autores correspondentes do artigo são o Prof. Di Dawei e o Prof. Zhao Baodan, da Universidade de Zhejiang. Os primeiros autores do artigo, Lian Yaxiao, Wang Yaxin, Yuan Yucai e Ren Zhixiang, são estudantes de doutorado da Universidade de Zhejiang. Seus colaboradores incluem o Prof. Samuel Stranks e o Dr. Kangyu Ji, da Universidade de Cambridge.

Figura 1: Processos de fabricação de micro e nano-parados. Fonte: Natureza (2025).

“Fazer dispositivos eletrônicos menores é uma busca eterna para cientistas e engenheiros”, disse o Prof. Di Dawei, vice -diretor do Centro Internacional de Pesquisa de Fotônicas Avançadas da Universidade de Zhejiang. “LEDs de perovskite são uma tecnologia emergente para aplicações de exibição e iluminação. Vários anos atrás, pensamos que seria uma boa idéia tornar os LEDs de perovskita menores, semelhantes ao que foi feito para micro-leds e micro-azedos. Limites de redução de escala para os LEDs ”, disse Di.

Figura 2: Micro e nano-parados com infravermelho próximo. Fonte: Natureza (2025).

"Atualmente, a tecnologia mais avançada para aplicações de exibição são micro-ledes", disse o Prof. Zhao Baodan, da Universidade de Zhejiang. “Os micro-leds são baseados em semicondutores III-V. Eles são a melhor fonte de luz para aplicações de realidade aumentada (AR) e realidade virtual (VR). No entanto, a eficiência dos micro-leds cai rapidamente quando os tamanhos de pixels são menores que 10 micrômetros, que são os pixelas de altura de altos ar-candes. Semicondutores.

Figura 3: Matrizes de pixels com micro e nano-companhas de vermelho e nano. Fonte: Natureza (2025).