Ավանդական լուսադիոդը հեղափոխել է լուսավորության և ցուցադրման ոլորտը արդյունավետության առումով իրենց բարձր կատարողականության շնորհիվ:

Ավանդական LED-ը հեղափոխել է լուսավորության և ցուցադրման ոլորտը՝ արդյունավետության, կայունության և սարքի չափսերի առումով իրենց գերազանց կատարողականության շնորհիվ: LED-ները սովորաբար բարակ կիսահաղորդչային թաղանթների կույտեր են միլիմետրերի կողային չափսերով, որոնք շատ ավելի փոքր են, քան ավանդական սարքերը, ինչպիսիք են շիկացած լամպերը և կաթոդային խողովակները: Այնուամենայնիվ, զարգացող օպտոէլեկտրոնային ծրագրերը, ինչպիսիք են վիրտուալ և ընդլայնված իրականությունը, պահանջում են միկրոն կամ ավելի փոքր չափի LED-ներ: Հույսն այն է, որ միկրո կամ ենթամիկրոնային մասշտաբով LED-ները (µled) կշարունակեն ունենալ ավանդական լուսադիոդների շատ բարձր որակներ, ինչպիսիք են բարձր կայուն արտանետումը, բարձր արդյունավետությունը և պայծառությունը, ծայրահեղ ցածր էներգիայի սպառումը և ամբողջական գունավոր արտանետումը: մինչդեռ լինելով մոտ մեկ միլիոն անգամ փոքր տարածքով, ինչը թույլ է տալիս ավելի կոմպակտ էկրաններ: Նման լուսադիոդային չիպերը կարող են նաև ճանապարհ հարթել ավելի հզոր ֆոտոնային սխեմաների համար, եթե դրանք կարողանան աճել Si-ի վրա մեկ չիպով և ինտեգրվել լրացուցիչ մետաղական օքսիդի կիսահաղորդչային (CMOS) էլեկտրոնիկայի հետ:

Այնուամենայնիվ, մինչ այժմ նման µled-ները մնացել են անխուսափելի, հատկապես կանաչից կարմիր արտանետումների ալիքի երկարության միջակայքում: Ավանդական led µ-led մոտեցումը վերևից ներքև գործընթաց է, որի ժամանակ InGaN քվանտային հորերի (QW) ֆիլմերը փորագրման գործընթացի միջոցով փորագրվում են միկրո մասշտաբի սարքերում: Թեև բարակ թաղանթով InGaN QW-ի վրա հիմնված tio2 µled-ները մեծ ուշադրություն են գրավել InGaN-ի շատ հիանալի հատկությունների շնորհիվ, ինչպիսիք են արդյունավետ կրիչի փոխադրումը և ալիքի երկարության կարգավորելիությունը տեսանելի տիրույթում, մինչ այժմ դրանք տառապում էին այնպիսի խնդիրներով, ինչպիսիք են կողային պատերը: կոռոզիայից վնաս, որը վատթարանում է, քանի որ սարքի չափը փոքրանում է: Բացի այդ, բևեռացման դաշտերի առկայության պատճառով նրանք ունեն ալիքի երկարություն/գույն անկայունություն։ Այս խնդրի համար առաջարկվել են ոչ բևեռային և կիսաբևեռ InGaN և ֆոտոնաբյուրեղային խոռոչի լուծումներ, որոնք ներկայումս բավարար չեն:

Light Science and Applications ամսագրում հրապարակված նոր աշխատության մեջ հետազոտողները Միչիգանի համալսարանի պրոֆեսոր Զեթիան Միի գլխավորությամբ մշակել են ենթամիկրոնային սանդղակի կանաչ LED iii՝ նիտրիդ, որը մեկընդմիշտ հաղթահարում է այս խոչընդոտները: Այս µled-ները սինթեզվել են ընտրովի տարածաշրջանային պլազմայի օգնությամբ մոլեկուլային ճառագայթների էպիտաքսիայի միջոցով: Ի տարբերություն ավանդական վերևից վար մոտեցման՝ μled-ն այստեղ բաղկացած է նանոլարերի զանգվածից, յուրաքանչյուրը ընդամենը 100-ից 200 նմ տրամագծով, որը բաժանված է տասնյակ նանոմետրերով: Ներքևից վերև այս մոտեցումը էապես խուսափում է կողային պատերի կոռոզիայից վնասից:

Սարքի լույս արձակող մասը, որը նաև հայտնի է որպես ակտիվ շրջան, կազմված է միջուկային կեղևի բազմաթիվ քվանտային հորերի (MQW) կառուցվածքներից, որոնք բնութագրվում են նանոլարերի մորֆոլոգիայով: Մասնավորապես, MQW-ն բաղկացած է InGaN ջրհորից և AlGaN արգելքից: III խմբի տարրերի ինդիումի, գալիումի և ալյումինի կլանված ատոմների ներթափանցման տարբերության պատճառով կողային պատերին մենք հայտնաբերեցինք, որ ինդիումը բացակայում էր նանոլարերի կողային պատերին, որտեղ GaN/AlGaN կեղևը փաթաթում էր MQW միջուկը բուրիտոյի պես: Հետազոտողները պարզել են, որ այս GaN/AlGaN թաղանթի Ալի պարունակությունը աստիճանաբար նվազել է նանոլարերի էլեկտրոնի ներարկման կողմից դեպի անցքի ներարկման կողմը: GaN-ի և AlN-ի ներքին բևեռացման դաշտերի տարբերության պատճառով AlGaN շերտում Al պարունակության նման ծավալային գրադիենտը առաջացնում է ազատ էլեկտրոններ, որոնք հեշտությամբ հոսում են MQW միջուկ և մեղմացնում գույնի անկայունությունը՝ նվազեցնելով բևեռացման դաշտը:

Իրականում, հետազոտողները պարզել են, որ մեկ միկրոնից պակաս տրամագծով սարքերի համար էլեկտրալյումինեսցենցիայի ալիքի գագաթնակետային երկարությունը կամ հոսանքից առաջացած լույսի արտանետումը մնում է անփոփոխ՝ ընթացիկ ներարկման փոփոխության մեծության կարգով: Բացի այդ, պրոֆեսոր Միի թիմը նախկինում մշակել է սիլիցիումի վրա բարձրորակ GaN ծածկույթներ աճեցնելու մեթոդ՝ սիլիցիումի վրա նանոլարային լուսադիոդներ աճեցնելու համար: Այսպիսով, µled նստած է Si substrate-ի վրա, որը պատրաստ է ինտեգրվելու այլ CMOS էլեկտրոնիկայի հետ:

Այս µled-ը հեշտությամբ ունի բազմաթիվ պոտենցիալ կիրառություններ: Սարքի հարթակը կդառնա ավելի ամուր, քանի որ չիպի վրա ինտեգրված RGB էկրանի արտանետման ալիքի երկարությունը դառնում է կարմիր: