കാര്യക്ഷമതയുടെ കാര്യത്തിൽ അവരുടെ മികച്ച പ്രകടനം കാരണം പരമ്പരാഗത എൽഇഡി ലൈറ്റിംഗിൻ്റെയും ഡിസ്പ്ലേയുടെയും ഫീൽഡിൽ വിപ്ലവം സൃഷ്ടിച്ചു.

കാര്യക്ഷമത, സ്ഥിരത, ഉപകരണ വലുപ്പം എന്നിവയിലെ മികച്ച പ്രകടനം കാരണം പരമ്പരാഗത എൽഇഡി ലൈറ്റിംഗിൻ്റെയും ഡിസ്പ്ലേയുടെയും മേഖലയിൽ വിപ്ലവം സൃഷ്ടിച്ചു. എൽഇഡികൾ സാധാരണയായി മില്ലീമീറ്ററുകളുടെ ലാറ്ററൽ അളവുകളുള്ള നേർത്ത അർദ്ധചാലക ഫിലിമുകളുടെ സ്റ്റാക്കുകളാണ്, ഇൻകാൻഡസെൻ്റ് ബൾബുകൾ, കാഥോഡ് ട്യൂബുകൾ തുടങ്ങിയ പരമ്പരാഗത ഉപകരണങ്ങളേക്കാൾ വളരെ ചെറുതാണ്. എന്നിരുന്നാലും, വിർച്വൽ, ഓഗ്മെൻ്റഡ് റിയാലിറ്റി പോലുള്ള ഉയർന്നുവരുന്ന ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് മൈക്രോണുകളോ അതിൽ കുറവോ വലിപ്പമുള്ള LED-കൾ ആവശ്യമാണ്. ഉയർന്ന സ്ഥിരതയുള്ള ഉദ്വമനം, ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയും തെളിച്ചവും, അൾട്രാ-ലോ പവർ ഉപഭോഗം, പൂർണ്ണ വർണ്ണ ഉദ്വമനം എന്നിങ്ങനെ പരമ്പരാഗത ലെഡുകൾക്ക് ഇതിനകം തന്നെ ഉള്ള പല മികച്ച ഗുണങ്ങളും മൈക്രോ - അല്ലെങ്കിൽ സബ്‌മൈക്രോൺ സ്കെയിൽ LED (µleds) ന് തുടർന്നും ഉണ്ടെന്നാണ് പ്രതീക്ഷ. വിസ്തീർണ്ണം ഏകദേശം ഒരു ദശലക്ഷം മടങ്ങ് ചെറുതായിരിക്കുമ്പോൾ, കൂടുതൽ ഒതുക്കമുള്ള ഡിസ്പ്ലേകൾ അനുവദിക്കുന്നു. സിയിൽ സിംഗിൾ-ചിപ്പ് വളർത്തിയെടുക്കാനും കോംപ്ലിമെൻ്ററി മെറ്റൽ ഓക്സൈഡ് അർദ്ധചാലക (CMOS) ഇലക്ട്രോണിക്സുമായി സംയോജിപ്പിക്കാനും കഴിയുമെങ്കിൽ അത്തരം ലെഡ് ചിപ്പുകൾ കൂടുതൽ ശക്തമായ ഫോട്ടോണിക്ക് സർക്യൂട്ടുകൾക്ക് വഴിയൊരുക്കും.

എന്നിരുന്നാലും, ഇതുവരെ, അത്തരം µleds അവ്യക്തമായി തുടരുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് പച്ച മുതൽ ചുവപ്പ് വരെ എമിഷൻ തരംഗദൈർഘ്യ ശ്രേണിയിൽ. ഒരു എച്ചിംഗ് പ്രക്രിയയിലൂടെ InGaN ക്വാണ്ടം വെൽ (QW) ഫിലിമുകൾ മൈക്രോ-സ്‌കെയിൽ ഉപകരണങ്ങളിലേക്ക് കൊത്തിവെക്കുന്ന ഒരു ടോപ്പ്-ഡൗൺ പ്രക്രിയയാണ് പരമ്പരാഗത നേതൃത്വത്തിലുള്ള µ-ലെഡ് സമീപനം. നേരിയ-ഫിലിം InGaN QW അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള tio2 µleds, InGaN-ൻ്റെ പല മികച്ച സവിശേഷതകളും കാരണം വളരെയധികം ശ്രദ്ധ ആകർഷിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, കാര്യക്ഷമമായ കാരിയർ ഗതാഗതം, ദൃശ്യമായ ശ്രേണിയിലുടനീളം തരംഗദൈർഘ്യ ട്യൂണബിലിറ്റി എന്നിവ പോലെ, സൈഡ്-വാൾ പോലുള്ള പ്രശ്‌നങ്ങളാൽ അവ ഇപ്പോൾ വരെ അലട്ടിയിരുന്നു. ഉപകരണത്തിൻ്റെ വലിപ്പം കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് വഷളാകുന്ന നാശനഷ്ടം. കൂടാതെ, ധ്രുവീകരണ ഫീൽഡുകളുടെ അസ്തിത്വം കാരണം, അവയ്ക്ക് തരംഗദൈർഘ്യം / വർണ്ണ അസ്ഥിരതയുണ്ട്. ഈ പ്രശ്നത്തിന്, നോൺ-പോളാർ, സെമി-പോളാർ InGaN, ഫോട്ടോണിക് ക്രിസ്റ്റൽ കാവിറ്റി സൊല്യൂഷനുകൾ നിർദ്ദേശിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും അവ നിലവിൽ തൃപ്തികരമല്ല.

ലൈറ്റ് സയൻസ് ആൻഡ് ആപ്ലിക്കേഷനിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഒരു പുതിയ പേപ്പറിൽ, അന്നബെലിലെ മിഷിഗൺ സർവകലാശാലയിലെ പ്രൊഫസറായ സെറ്റിയൻ മിയുടെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷകർ ഈ തടസ്സങ്ങളെ ഒരിക്കൽ കൂടി മറികടക്കുന്ന ഒരു സബ്‌മൈക്രോൺ സ്കെയിൽ ഗ്രീൻ LED iii - നൈട്രൈഡ് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. ഈ µleds സെലക്ടീവ് റീജിയണൽ പ്ലാസ്മ-അസിസ്റ്റഡ് മോളിക്യുലാർ ബീം എപ്പിറ്റാക്സി ഉപയോഗിച്ച് സമന്വയിപ്പിച്ചു. പരമ്പരാഗത ടോപ്പ്-ഡൌൺ സമീപനത്തിൽ നിന്ന് തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായി, ഇവിടെ µled നാനോവയറുകളുടെ ഒരു നിര ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, ഓരോന്നിനും 100 മുതൽ 200 nm വരെ വ്യാസമുണ്ട്, പതിനായിരക്കണക്കിന് നാനോമീറ്ററുകൾ കൊണ്ട് വേർതിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഈ താഴെയുള്ള സമീപനം പ്രധാനമായും ലാറ്ററൽ മതിൽ നാശനഷ്ടം ഒഴിവാക്കുന്നു.

ഉപകരണത്തിൻ്റെ പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഭാഗം, ആക്റ്റീവ് റീജിയൻ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു, നാനോവയർ മോർഫോളജി സ്വഭാവമുള്ള കോർ-ഷെൽ മൾട്ടിപ്പിൾ ക്വാണ്ടം വെൽ (MQW) ഘടനകൾ ചേർന്നതാണ്. പ്രത്യേകിച്ചും, MQW-ൽ InGaN കിണറും AlGaN തടസ്സവും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഗ്രൂപ്പ് III മൂലകങ്ങളായ ഇൻഡിയം, ഗാലിയം, അലുമിനിയം എന്നിവയുടെ അഡ്‌സോർബ്ഡ് ആറ്റം മൈഗ്രേഷനിലെ വ്യത്യാസങ്ങൾ കാരണം, നാനോവയറുകളുടെ പാർശ്വഭിത്തികളിൽ ഇൻഡിയം ഇല്ലെന്ന് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി, അവിടെ GaN/AlGaN ഷെൽ MQW കോർ ഒരു ബുറിറ്റോ പോലെ പൊതിഞ്ഞു. ഈ GaN/AlGaN ഷെല്ലിൻ്റെ Al ഉള്ളടക്കം നാനോവയറുകളുടെ ഇലക്ട്രോൺ ഇഞ്ചക്ഷൻ ഭാഗത്ത് നിന്ന് ഹോൾ ഇഞ്ചക്ഷൻ ഭാഗത്തേക്ക് ക്രമേണ കുറയുന്നതായി ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി. GaN, AlN എന്നിവയുടെ ആന്തരിക ധ്രുവീകരണ ഫീൽഡുകളിലെ വ്യത്യാസം കാരണം, AlGaN ലെയറിലെ Al ഉള്ളടക്കത്തിൻ്റെ അത്തരം വോള്യം ഗ്രേഡിയൻ്റ് സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകളെ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് MQW കോറിലേക്ക് എളുപ്പത്തിൽ ഒഴുകുകയും ധ്രുവീകരണ ഫീൽഡ് കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ വർണ്ണ അസ്ഥിരത ലഘൂകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

വാസ്തവത്തിൽ, ഒരു മൈക്രോണിൽ താഴെ വ്യാസമുള്ള ഉപകരണങ്ങൾക്ക്, ഇലക്ട്രോലുമിനെസെൻസിൻ്റെ പീക്ക് തരംഗദൈർഘ്യം അല്ലെങ്കിൽ കറൻ്റ്-ഇൻഡ്യൂസ്ഡ് ലൈറ്റ് എമിഷൻ, കറൻ്റ് ഇൻജക്ഷനിലെ മാറ്റത്തിൻ്റെ വ്യാപ്തിയുടെ ക്രമത്തിൽ സ്ഥിരമായി തുടരുമെന്ന് ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി. കൂടാതെ, പ്രൊഫസർ മിയുടെ ടീം മുമ്പ് സിലിക്കണിൽ നാനോവയർ ലെഡുകൾ വളർത്തുന്നതിനായി സിലിക്കണിൽ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള GaN കോട്ടിംഗുകൾ വളർത്തുന്നതിനുള്ള ഒരു രീതി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. അങ്ങനെ, ഒരു µled മറ്റ് CMOS ഇലക്ട്രോണിക്സുമായി സംയോജിപ്പിക്കാൻ തയ്യാറായ ഒരു Si സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൽ ഇരിക്കുന്നു.

ഈ µled എളുപ്പത്തിൽ നിരവധി സാധ്യതയുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ ഉണ്ട്. ചിപ്പിലെ സംയോജിത RGB ഡിസ്പ്ലേയുടെ എമിഷൻ തരംഗദൈർഘ്യം ചുവപ്പിലേക്ക് വികസിക്കുന്നതിനാൽ ഉപകരണ പ്ലാറ്റ്ഫോം കൂടുതൽ ശക്തമാകും.