Самые маленькие светодиоды в мире от нового полупроводника

Расширение, процесс размещения элементарных устройств меньше по размеру, лежит в основе многих технологических прорывов в области вычислений, информационного дисплея и взаимодействия человека и между человеком. Например, снижение транзисторов ускорило скорость компьютеров в соответствии с законом Мура.

Аналогичным образом, снижение светодиодов, основанных на полупроводниках III-V, привело к изобретению микромоллеров, которые рассматриваются как «конечная технология для дисплеев». Тем не менее, микро-подразделения очень дороги, поскольку они требуют дорогостоящих процессов, включающих эпитаксиальный рост кристаллов и массоперенос. Важно отметить, что они демонстрируют серьезные потери эффективности, когда размеры пикселей уменьшаются до ~ 10 микрон или ниже, препятствуя их потенциалу в коммерческих применениях.

Недавно исследователи из Университета Чжэцзян и их сотрудники в Кембриджском университете показали, что можно сделать чрезвычайно небольшие светодиоды на основе полупроводников перовскита, достигая нового ограничения размера, не достигнутого ранее с обычными светодиодами. Они создали светодиоды из микро- и нано-перовскитов (микро/нано-печени) с характерной длиной пикселей от сотен микрон до 90 нанометров. Для их зеленых и ближних инфракрасных печенов высокая внешняя квантовая эффективность ~ 20% поддерживается в широком диапазоне длины пикселей (от 650 до 3,5 микрон). В отличие от традиционных микросхем, основанных на полупроводниках III-V, микро/нано-печи демонстрируют минимальное снижение производительности при сокращении. Нано-печь с длиной пикселей 90 нанометров являются самыми маленькими светодиодами мира, что обеспечивает рекордную плотность пикселей 127 000 пикселей на дюйм (PPI) среди всех классов светодиодных массивов.

Связанный исследовательский документ под названием «Повышенное масштаб микро- и нано-перовскитовых светодиодов» была недавно опубликована в природе (Lian et al., Nature (2025), https://doi.org/10.1038/s41586-025-08685-w). Соответствующими авторами статьи являются профессор Ди Давей и профессор Чжао Баодан из Университета Чжэцзян. Первые авторы газеты, Лиан Яксиао, Ван Йаксин, Юань Юкай и Рен Жиксиан, являются аспирантами Университета Чжэцзян. Их соавторы включают профессора Сэмюэля Странкса и доктора Кангю Джи из Кембриджского университета.

Рисунок 1: Процессы изготовления микро- и нано-печени. Источник: природа (2025).

«Сделать электронные устройства меньше - это вечное стремление к ученым и инженерам», - сказал профессор Ди Дауэй, заместитель директора Международного исследовательского центра продвинутой фотоники Университета Чжэцзян. «Светодиоды Перовскита являются новой технологией для применений для демонстрации и освещения. Несколько лет назад мы подумали, что было бы неплохо уменьшить светодиоды перовскита, похожие на то, что было сделано для микро-зала и микро-осанок. В 2021 году мы представили концепцию‘ Микро-перовитских светодиодов (Micro-Plhefled). Ограничения для светодиодов », - сказал Ди.

Рисунок 2: Микро- и нано-печени почти инфракрасных. Источник: природа (2025).

«В настоящее время самой передовой технологией для приложений для отображения является микросхемы»,-сказал профессор Чжао Баодан из Университета Чжэцзян. «Micro-Reds основаны на полупроводниках III-V. Они являются лучшим источником света для приложений дополненной реальности (AR) и виртуальной реальности (VR). Однако эффективность микромоллеров быстро падает, когда размеры Pixel меньше 10 микрометров, которые являются желаемыми пиксельными размерами для новых приложений, которые являются новыми приложениями. Полупроводников.

Рисунок 3: Красный и зеленый микро- и нано-пексельный матрицы. Источник: природа (2025).