കാര്യക്ഷമതയുടെ കാര്യത്തിൽ മികച്ച പ്രകടനം കാഴ്ചവയ്ക്കുന്നതിനാൽ, പരമ്പരാഗത എൽഇഡികൾ ലൈറ്റിംഗിന്റെയും ഡിസ്പ്ലേയുടെയും മേഖലയിൽ വിപ്ലവം സൃഷ്ടിച്ചു.

കാര്യക്ഷമത, സ്ഥിരത, ഉപകരണ വലുപ്പം എന്നിവയിലെ മികച്ച പ്രകടനം കാരണം പരമ്പരാഗത എൽഇഡി ലൈറ്റിംഗിലും ഡിസ്പ്ലേയിലും വിപ്ലവം സൃഷ്ടിച്ചു. എൽഇഡികൾ സാധാരണയായി ഇൻകാൻഡസെന്റ് ബൾബുകൾ, കാഥോഡ് ട്യൂബുകൾ തുടങ്ങിയ പരമ്പരാഗത ഉപകരണങ്ങളേക്കാൾ വളരെ ചെറുതും മില്ലിമീറ്റർ ലാറ്ററൽ അളവുകളുള്ളതുമായ നേർത്ത സെമികണ്ടക്ടർ ഫിലിമുകളുടെ ഒരു കൂട്ടമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, വെർച്വൽ, ഓഗ്മെന്റഡ് റിയാലിറ്റി പോലുള്ള ഉയർന്നുവരുന്ന ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് മൈക്രോണുകളോ അതിൽ കുറവോ വലിപ്പമുള്ള എൽഇഡികൾ ആവശ്യമാണ്. ഉയർന്ന സ്ഥിരതയുള്ള എമിഷൻ, ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയും തെളിച്ചവും, അൾട്രാ-ലോ പവർ ഉപഭോഗം, പൂർണ്ണ-വർണ്ണ എമിഷൻ എന്നിങ്ങനെ പരമ്പരാഗത എൽഇഡികൾക്ക് ഇതിനകം ഉള്ള നിരവധി മികച്ച ഗുണങ്ങൾ മൈക്രോ - അല്ലെങ്കിൽ സബ്മൈക്രോൺ സ്കെയിൽ എൽഇഡി (µLEDs) തുടർന്നും ഉണ്ടായിരിക്കുമെന്നാണ് പ്രതീക്ഷ, അതേസമയം വിസ്തീർണ്ണത്തിൽ ഏകദേശം ഒരു ദശലക്ഷം മടങ്ങ് ചെറുതാണ്, ഇത് കൂടുതൽ ഒതുക്കമുള്ള ഡിസ്പ്ലേകൾക്ക് അനുവദിക്കുന്നു. Si-യിൽ സിംഗിൾ-ചിപ്പ് വളർത്താനും കോംപ്ലിമെന്ററി മെറ്റൽ ഓക്സൈഡ് സെമികണ്ടക്ടർ (CMOS) ഇലക്ട്രോണിക്സുമായി സംയോജിപ്പിക്കാനും കഴിയുമെങ്കിൽ അത്തരം എൽഇഡി ചിപ്പുകൾ കൂടുതൽ ശക്തമായ ഫോട്ടോണിക് സർക്യൂട്ടുകൾക്ക് വഴിയൊരുക്കും.

എന്നിരുന്നാലും, ഇതുവരെ, അത്തരം µled-കൾ അവ്യക്തമായി തുടരുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് പച്ച മുതൽ ചുവപ്പ് വരെയുള്ള എമിഷൻ തരംഗദൈർഘ്യ ശ്രേണിയിൽ. പരമ്പരാഗത LED-ലെഡ് സമീപനം ഒരു ടോപ്പ്-ഡൌൺ പ്രക്രിയയാണ്, അതിൽ InGaN ക്വാണ്ടം വെൽ (QW) ഫിലിമുകൾ ഒരു എച്ചിംഗ് പ്രക്രിയയിലൂടെ മൈക്രോ-സ്കെയിൽ ഉപകരണങ്ങളിൽ കൊത്തിവയ്ക്കുന്നു. കാര്യക്ഷമമായ കാരിയർ ഗതാഗതം, ദൃശ്യ ശ്രേണിയിലുടനീളം തരംഗദൈർഘ്യ ട്യൂണബിലിറ്റി തുടങ്ങിയ InGaN-ന്റെ മികച്ച ഗുണങ്ങൾ കാരണം നേർത്ത-ഫിലിം InGaN QW-അധിഷ്ഠിത tio2 µled-കൾ വളരെയധികം ശ്രദ്ധ ആകർഷിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, ഉപകരണ വലുപ്പം ചുരുങ്ങുമ്പോൾ വഷളാകുന്ന സൈഡ്-വാൾ കോറഷൻ കേടുപാടുകൾ പോലുള്ള പ്രശ്‌നങ്ങൾ ഇതുവരെ അവയെ ബാധിച്ചിട്ടുണ്ട്. കൂടാതെ, പോളറൈസേഷൻ ഫീൽഡുകളുടെ നിലനിൽപ്പ് കാരണം, അവയ്ക്ക് തരംഗദൈർഘ്യം/വർണ്ണ അസ്ഥിരതയുണ്ട്. ഈ പ്രശ്നത്തിന്, നോൺ-പോളാർ, സെമി-പോളാർ InGaN, ഫോട്ടോണിക് ക്രിസ്റ്റൽ കാവിറ്റി സൊല്യൂഷനുകൾ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്, എന്നാൽ നിലവിൽ അവ തൃപ്തികരമല്ല.

ലൈറ്റ് സയൻസ് ആൻഡ് ആപ്ലിക്കേഷൻസിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഒരു പുതിയ പ്രബന്ധത്തിൽ, അന്നബെലിലെ മിഷിഗൺ സർവകലാശാലയിലെ പ്രൊഫസറായ സെറ്റിയാൻ മി നയിക്കുന്ന ഗവേഷകർ, ഈ തടസ്സങ്ങളെ എന്നെന്നേക്കുമായി മറികടക്കുന്ന ഒരു സബ്മൈക്രോൺ സ്കെയിൽ ഗ്രീൻ എൽഇഡി iii - നൈട്രൈഡ് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ഈ µled-കൾ സെലക്ടീവ് റീജിയണൽ പ്ലാസ്മ-അസിസ്റ്റഡ് മോളിക്യുലാർ ബീം എപ്പിറ്റാക്സി വഴിയാണ് സമന്വയിപ്പിച്ചത്. പരമ്പരാഗത ടോപ്പ്-ഡൌൺ സമീപനത്തിന് തികച്ചും വിപരീതമായി, ഇവിടെ µled-ൽ 100 ​​മുതൽ 200 nm വരെ വ്യാസമുള്ള, പതിനായിരക്കണക്കിന് നാനോമീറ്ററുകൾ കൊണ്ട് വേർതിരിച്ച നാനോവയറുകളുടെ ഒരു നിര അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഈ അടിത്തട്ടിൽ നിന്നുള്ള സമീപനം ലാറ്ററൽ വാൾ കോറോഷൻ കേടുപാടുകൾ ഒഴിവാക്കുന്നു.

സജീവ മേഖല എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന ഉപകരണത്തിന്റെ പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഭാഗം, നാനോവയർ രൂപഘടനയാൽ സവിശേഷതയുള്ള കോർ-ഷെൽ മൾട്ടിപ്പിൾ ക്വാണ്ടം വെൽ (MQW) ഘടനകൾ ചേർന്നതാണ്. പ്രത്യേകിച്ച്, MQW-ൽ InGaN കിണറും AlGaN തടസ്സവും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഗ്രൂപ്പ് III മൂലകങ്ങളായ ഇൻഡിയം, ഗാലിയം, അലുമിനിയം എന്നിവയുടെ വശങ്ങളിലെ അഡ്‌സോർബ്ഡ് ആറ്റം മൈഗ്രേഷനിലെ വ്യത്യാസങ്ങൾ കാരണം, നാനോവയറുകളുടെ വശങ്ങളിലെ ഭിത്തികളിൽ ഇൻഡിയം കാണുന്നില്ലെന്ന് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി, അവിടെ GaN/AlGaN ഷെൽ MQW കോറിനെ ഒരു ബുറിറ്റോ പോലെ പൊതിഞ്ഞു. ഈ GaN/AlGaN ഷെല്ലിന്റെ Al ഉള്ളടക്കം നാനോവയറുകളുടെ ഇലക്ട്രോൺ ഇഞ്ചക്ഷൻ വശത്ത് നിന്ന് ഹോൾ ഇഞ്ചക്ഷൻ വശത്തേക്ക് ക്രമേണ കുറയുന്നതായി ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി. GaN, AlN എന്നിവയുടെ ആന്തരിക ധ്രുവീകരണ ഫീൽഡുകളിലെ വ്യത്യാസം കാരണം, AlGaN ലെയറിലെ Al ഉള്ളടക്കത്തിന്റെ അത്തരം വോളിയം ഗ്രേഡിയന്റ് സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകളെ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു, അവ MQW കോറിലേക്ക് ഒഴുകാൻ എളുപ്പമാണ്, കൂടാതെ ധ്രുവീകരണ ഫീൽഡ് കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ വർണ്ണ അസ്ഥിരത ലഘൂകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

വാസ്തവത്തിൽ, ഒരു മൈക്രോണിൽ താഴെ വ്യാസമുള്ള ഉപകരണങ്ങൾക്ക്, വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിന്റെ പീക്ക് തരംഗദൈർഘ്യം അല്ലെങ്കിൽ വൈദ്യുത പ്രവാഹം മൂലമുണ്ടാകുന്ന പ്രകാശ ഉദ്‌വമനം, കറന്റ് ഇഞ്ചക്ഷനിലെ മാറ്റത്തിന്റെ ക്രമത്തിൽ സ്ഥിരമായി തുടരുന്നുവെന്ന് ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി. കൂടാതെ, സിലിക്കണിൽ നാനോവയർ ലെഡുകൾ വളർത്തുന്നതിനായി സിലിക്കണിൽ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള GaN കോട്ടിംഗുകൾ വളർത്തുന്നതിനുള്ള ഒരു രീതി പ്രൊഫസർ മിയുടെ സംഘം മുമ്പ് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. അങ്ങനെ, മറ്റ് CMOS ഇലക്ട്രോണിക്സുമായി സംയോജിപ്പിക്കാൻ തയ്യാറായ ഒരു Si സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൽ ഒരു µled ഇരിക്കുന്നു.

ഈ µled-ന് നിരവധി സാധ്യതയുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ എളുപ്പത്തിൽ ലഭ്യമാണ്. ചിപ്പിലെ ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് RGB ഡിസ്പ്ലേയുടെ എമിഷൻ തരംഗദൈർഘ്യം ചുവപ്പിലേക്ക് വികസിക്കുന്നതോടെ ഉപകരണ പ്ലാറ്റ്‌ഫോം കൂടുതൽ കരുത്തുറ്റതായിത്തീരും.