પરંપરાગત LED એ કાર્યક્ષમતા, સ્થિરતા અને ઉપકરણના કદના સંદર્ભમાં તેમના શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શનને કારણે લાઇટિંગ અને ડિસ્પ્લેના ક્ષેત્રમાં ક્રાંતિ લાવી છે.LEDs સામાન્ય રીતે મિલીમીટરના પાર્શ્વીય પરિમાણો સાથે પાતળી સેમિકન્ડક્ટર ફિલ્મોના સ્ટેક્સ હોય છે, જે પરંપરાગત ઉપકરણો જેમ કે અગ્નિથી પ્રકાશિત બલ્બ અને કેથોડ ટ્યુબ કરતાં ઘણા નાના હોય છે.જો કે, વર્ચ્યુઅલ અને ઓગમેન્ટેડ રિયાલિટી જેવી ઉભરતી ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક એપ્લીકેશનને માઇક્રોન કે તેનાથી ઓછા કદમાં LEDsની જરૂર પડે છે.આશા એ છે કે માઈક્રો – અથવા સબમાઈક્રોન સ્કેલ LED (µleds) માં પરંપરાગત એલઈડી પહેલાથી જ ધરાવતા ઘણા શ્રેષ્ઠ ગુણો ધરાવે છે, જેમ કે અત્યંત સ્થિર ઉત્સર્જન, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને તેજ, અલ્ટ્રા-લો પાવર વપરાશ, અને પૂર્ણ-રંગ ઉત્સર્જન, જ્યારે ક્ષેત્રફળમાં લગભગ એક મિલિયન ગણું નાનું છે, જે વધુ કોમ્પેક્ટ ડિસ્પ્લે માટે પરવાનગી આપે છે.આવી એલઇડી ચિપ્સ વધુ શક્તિશાળી ફોટોનિક સર્કિટ્સ માટે પણ માર્ગ મોકળો કરી શકે છે જો તેને Si પર સિંગલ-ચિપ ઉગાડવામાં આવે અને પૂરક મેટલ ઓક્સાઇડ સેમિકન્ડક્ટર (CMOS) ઇલેક્ટ્રોનિક્સ સાથે સંકલિત કરી શકાય.
જો કે, અત્યાર સુધી, આવા µleds પ્રપંચી રહ્યા છે, ખાસ કરીને લીલાથી લાલ ઉત્સર્જન તરંગલંબાઇ શ્રેણીમાં.પરંપરાગત લેડ µ-લેડ એપ્રોચ એ ટોપ-ડાઉન પ્રક્રિયા છે જેમાં InGaN ક્વોન્ટમ વેલ (QW) ફિલ્મોને એચીંગ પ્રક્રિયા દ્વારા માઇક્રો-સ્કેલ ઉપકરણોમાં કોતરવામાં આવે છે.જ્યારે પાતળી-ફિલ્મ InGaN QW-આધારિત tio2 µleds એ InGaN ની ઘણી ઉત્કૃષ્ટ ગુણધર્મોને લીધે ઘણું ધ્યાન આકર્ષિત કર્યું છે, જેમ કે કાર્યક્ષમ વાહક પરિવહન અને દૃશ્યમાન શ્રેણીમાં તરંગલંબાઇની ટ્યુનેબિલિટી, અત્યાર સુધી તેઓ બાજુ-દિવાલ જેવા મુદ્દાઓથી ઘેરાયેલા છે. કાટને નુકસાન કે જે ઉપકરણનું કદ ઘટતું જાય તેમ વધુ ખરાબ થાય છે.વધુમાં, ધ્રુવીકરણ ક્ષેત્રોના અસ્તિત્વને કારણે, તેઓ તરંગલંબાઇ/રંગની અસ્થિરતા ધરાવે છે.આ સમસ્યા માટે, બિન-ધ્રુવીય અને અર્ધ-ધ્રુવીય InGaN અને ફોટોનિક ક્રિસ્ટલ કેવિટી સોલ્યુશનની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે, પરંતુ તે હાલમાં સંતોષકારક નથી.
લાઇટ સાયન્સ એન્ડ એપ્લીકેશન્સમાં પ્રકાશિત થયેલા નવા પેપરમાં, યુનિવર્સિટી ઓફ મિશિગન, એનાબેલના પ્રોફેસર ઝેટિયન મીની આગેવાની હેઠળના સંશોધકોએ સબમાઇક્રોન સ્કેલ ગ્રીન એલઇડી iii – નાઇટ્રાઇડ વિકસાવ્યું છે જે આ અવરોધોને એકવાર અને બધા માટે દૂર કરે છે.આ µleds પસંદગીયુક્ત પ્રાદેશિક પ્લાઝ્મા-આસિસ્ટેડ મોલેક્યુલર બીમ એપિટાક્સી દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યા હતા.પરંપરાગત ટોપ-ડાઉન અભિગમથી તદ્દન વિપરીત, અહીં µled નેનોવાયર્સની શ્રેણી ધરાવે છે, દરેક માત્ર 100 થી 200 nm વ્યાસમાં, દસ નેનોમીટર્સથી અલગ પડે છે.આ બોટમ-અપ અભિગમ આવશ્યકપણે બાજુની દિવાલના કાટને થતા નુકસાનને ટાળે છે.
ઉપકરણનો પ્રકાશ ઉત્સર્જક ભાગ, જેને સક્રિય પ્રદેશ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે કોર-શેલ મલ્ટીપલ ક્વોન્ટમ વેલ (MQW) માળખાંથી બનેલો છે જે નેનોવાયર મોર્ફોલોજી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.ખાસ કરીને, MQW માં InGaN કૂવા અને AlGaN અવરોધનો સમાવેશ થાય છે.બાજુની દિવાલો પર ગ્રૂપ III તત્વો ઇન્ડિયમ, ગેલિયમ અને એલ્યુમિનિયમના શોષિત અણુ સ્થાનાંતરણમાં તફાવતને કારણે, અમે જોયું કે નેનોવાયર્સની બાજુની દિવાલો પર ઇન્ડિયમ ખૂટે છે, જ્યાં GaN/AlGaN શેલ MQW કોરને બ્યુરિટોની જેમ વીંટાળે છે.સંશોધકોએ શોધી કાઢ્યું કે આ GaN/AlGaN શેલની Al સામગ્રી નેનોવાઈર્સની ઈલેક્ટ્રોન ઈન્જેક્શન બાજુથી છિદ્ર ઈન્જેક્શન બાજુ સુધી ધીમે ધીમે ઘટતી જાય છે.GaN અને AlN ના આંતરિક ધ્રુવીકરણ ક્ષેત્રોમાં તફાવતને કારણે, AlGaN સ્તરમાં Al સામગ્રીના આવા વોલ્યુમ ઢાળ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનને પ્રેરિત કરે છે, જે MQW કોરમાં વહેવા માટે સરળ છે અને ધ્રુવીકરણ ક્ષેત્રને ઘટાડીને રંગની અસ્થિરતાને દૂર કરે છે.
વાસ્તવમાં, સંશોધકોએ શોધી કાઢ્યું છે કે એક માઇક્રોન કરતાં ઓછા વ્યાસવાળા ઉપકરણો માટે, ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસેન્સની ટોચની તરંગલંબાઇ, અથવા વર્તમાન-પ્રેરિત પ્રકાશ ઉત્સર્જન, વર્તમાન ઇન્જેક્શનમાં ફેરફારની તીવ્રતાના ક્રમ પર સ્થિર રહે છે.વધુમાં, પ્રોફેસર Mi ની ટીમે અગાઉ સિલિકોન પર નેનોવાયર લેડ્સ ઉગાડવા માટે સિલિકોન પર ઉચ્ચ ગુણવત્તાની GaN કોટિંગ્સ ઉગાડવા માટેની પદ્ધતિ વિકસાવી છે.આમ, µled અન્ય CMOS ઇલેક્ટ્રોનિક્સ સાથે એકીકરણ માટે તૈયાર Si સબસ્ટ્રેટ પર બેસે છે.
આ µled સરળતાથી ઘણી સંભવિત એપ્લિકેશનો ધરાવે છે.ઉપકરણ પ્લેટફોર્મ વધુ મજબૂત બનશે કારણ કે ચિપ પર સંકલિત RGB ડિસ્પ્લેની ઉત્સર્જન તરંગલંબાઇ લાલ રંગમાં વિસ્તરે છે.
પોસ્ટ સમય: જાન્યુઆરી-10-2023