據中國浙江大學獲悉,該校光電科學與工程學院/海寧國際聯合學院狄大衛教授和趙保丹研究員團隊,成功研發出微米和納米鈣鈦礦LED,其降尺寸過程僅造成微弱的性能損耗。其中,最小尺寸僅為90納米的納米鈣鈦礦LED,為迄今為止公開報導的最小LED像素。相關研究論文發表在國際期刊《自然》上。
“降尺度”在電子科學中特指縮小基本器件尺寸的過程。隨著資訊技術的發展,器件微型化成為科學家的追求目標。狄大衛介紹,目前世界最先進的顯示技術是基於Ⅲ-Ⅴ族半導體的微型發光二極體,可實現超高清、超高精度的光電顯示。但受限於複雜的工藝技術,微型發光二極體製造成本極高,當像素尺寸減小到約10微米或更小時,效率會急劇下降。
從Ⅲ-Ⅴ族半導體的微型發光二極體的微型化研究中獲得啟發,狄大衛團隊開始研製用於未來顯示技術的更小的鈣鈦礦LED,於2021年首次提出“微型鈣鈦礦LED”概念,並獲得國家與國際專利。用傳統光刻工藝製造微型鈣鈦礦LED會破壞鈣鈦礦材料。
為此,研究團隊設計出一套局域接觸工藝,通過光刻制作的圖案化窗口確保像素區域遠離電極邊緣,能夠製造像素尺寸從數百微米到90納米的鈣鈦礦LED,同時保證了LED的發光效率。
據瞭解,研究團隊開發的微米和納米鈣鈦礦LED在尺寸減小至約180納米時才開始顯現降尺寸效應,效率降低至最高值的50%。狄大衛表示,團隊已與杭州領摯科技合作,製作了由TFT背板驅動的有源矩陣微米LED微顯示器原型,能夠呈現複雜圖像和視頻。據悉,微米和納米鈣鈦礦LED在AR/VR顯示等領域具有巨大應用潛力。
來源:科技日報