பாரம்பரிய LED கள் அவற்றின் சிறந்த செயல்திறன் காரணமாக விளக்கு மற்றும் காட்சித் துறையில் புரட்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளன.

பாரம்பரிய LED கள், செயல்திறன், நிலைத்தன்மை மற்றும் சாதன அளவு ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் அவற்றின் சிறந்த செயல்திறன் காரணமாக, ஒளிர்வு மற்றும் காட்சித் துறையில் புரட்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளன. LED கள் பொதுவாக மெல்லிய குறைக்கடத்தி படலங்களின் அடுக்குகளாகும், அவை மில்லிமீட்டர் பக்கவாட்டு பரிமாணங்களைக் கொண்டவை, அவை பாரம்பரிய சாதனங்களான ஒளிமின்னழுத்த பல்புகள் மற்றும் கேத்தோடு குழாய்களை விட மிகச் சிறியவை. இருப்பினும், மெய்நிகர் மற்றும் ஆக்மென்டட் ரியாலிட்டி போன்ற வளர்ந்து வரும் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் பயன்பாடுகளுக்கு, மைக்ரான் அல்லது அதற்கும் குறைவான அளவில் LED கள் தேவைப்படுகின்றன. மைக்ரோ - அல்லது சப்மைக்ரான் அளவிலான LED (µleds) பாரம்பரிய LED கள் ஏற்கனவே கொண்டிருக்கும் பல உயர்ந்த குணங்களைக் கொண்டுள்ளன, அதாவது அதிக நிலையான உமிழ்வு, அதிக செயல்திறன் மற்றும் பிரகாசம், மிகக் குறைந்த மின் நுகர்வு மற்றும் முழு வண்ண உமிழ்வு, அதே நேரத்தில் பரப்பளவில் சுமார் ஒரு மில்லியன் மடங்கு சிறியதாக இருப்பதால், அதிக சிறிய காட்சிகளை அனுமதிக்கிறது. இத்தகைய LED சில்லுகள் Si இல் ஒற்றை-சிப் வளர்க்கப்பட்டு நிரப்பு உலோக ஆக்சைடு குறைக்கடத்தி (CMOS) மின்னணுவியலுடன் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டால், அவை மிகவும் சக்திவாய்ந்த ஃபோட்டானிக் சுற்றுகளுக்கு வழி வகுக்கும்.

இருப்பினும், இதுவரை, அத்தகைய µledகள், குறிப்பாக பச்சை முதல் சிவப்பு வரையிலான உமிழ்வு அலைநீள வரம்பில், மழுப்பலாகவே உள்ளன. பாரம்பரிய led µ-led அணுகுமுறை என்பது ஒரு மேலிருந்து கீழ்நோக்கிய செயல்முறையாகும், இதில் InGaN குவாண்டம் கிணறு (QW) படங்கள் ஒரு பொறித்தல் செயல்முறை மூலம் நுண்ணிய அளவிலான சாதனங்களில் பொறிக்கப்படுகின்றன. InGaN QW-அடிப்படையிலான tio2 µledகள், InGaN இன் பல சிறந்த பண்புகளான, திறமையான கேரியர் போக்குவரத்து மற்றும் புலப்படும் வரம்பு முழுவதும் அலைநீள டியூனிபிலிட்டி போன்றவற்றின் காரணமாக அதிக கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன, இதுவரை அவை பக்கவாட்டு அரிப்பு சேதம் போன்ற சிக்கல்களால் பாதிக்கப்பட்டுள்ளன, இது சாதன அளவு சுருங்கும்போது மோசமடைகிறது. கூடுதலாக, துருவமுனைப்பு புலங்கள் இருப்பதால், அவை அலைநீளம்/வண்ண உறுதியற்ற தன்மையைக் கொண்டுள்ளன. இந்தப் பிரச்சனைக்கு, துருவமற்ற மற்றும் அரை-துருவ InGaN மற்றும் ஃபோட்டானிக் படிக குழி தீர்வுகள் முன்மொழியப்பட்டுள்ளன, ஆனால் அவை தற்போது திருப்திகரமாக இல்லை.

மிச்சிகன் பல்கலைக்கழகத்தின் பேராசிரியரான அன்னாபெல்லின் ஜெடியன் மி தலைமையிலான ஆராய்ச்சியாளர்கள், லைட் சயின்ஸ் அண்ட் அப்ளிகேஷன்ஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்ட ஒரு புதிய ஆய்வறிக்கையில், இந்த தடைகளை நிரந்தரமாக கடக்கும் சப்மிக்ரான் அளவிலான பச்சை LED iii - நைட்ரைடை உருவாக்கியுள்ளனர். இந்த µledகள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பிராந்திய பிளாஸ்மா-உதவி மூலக்கூறு கற்றை எபிடாக்ஸி மூலம் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டன. பாரம்பரிய மேலிருந்து கீழான அணுகுமுறைக்கு முற்றிலும் மாறாக, இங்குள்ள µled நானோவயர்களின் வரிசையைக் கொண்டுள்ளது, ஒவ்வொன்றும் 100 முதல் 200 nm விட்டம் மட்டுமே கொண்டது, பல்லாயிரக்கணக்கான நானோமீட்டர்களால் பிரிக்கப்படுகிறது. இந்த கீழ்-மேல் அணுகுமுறை அடிப்படையில் பக்கவாட்டு சுவர் அரிப்பு சேதத்தைத் தவிர்க்கிறது.

சாதனத்தின் ஒளி உமிழும் பகுதி, செயலில் உள்ள பகுதி என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது நானோவயர் உருவவியலால் வகைப்படுத்தப்படும் கோர்-ஷெல் மல்டிபிள் குவாண்டம் கிணறு (MQW) கட்டமைப்புகளால் ஆனது. குறிப்பாக, MQW இல் InGaN கிணறு மற்றும் AlGaN தடை உள்ளது. பக்கவாட்டு சுவர்களில் உள்ள குழு III தனிமங்களான இண்டியம், காலியம் மற்றும் அலுமினியத்தின் உறிஞ்சப்பட்ட அணு இடம்பெயர்வில் உள்ள வேறுபாடுகள் காரணமாக, நானோவயர்களின் பக்க சுவர்களில் இண்டியம் இல்லை என்பதைக் கண்டறிந்தோம், அங்கு GaN/AlGaN ஷெல் MQW மையத்தை ஒரு பர்ரிட்டோ போல சுற்றியது. இந்த GaN/AlGaN ஷெல்லின் Al உள்ளடக்கம் நானோவயர்களின் எலக்ட்ரான் ஊசி பக்கத்திலிருந்து துளை ஊசி பக்கத்திற்கு படிப்படியாகக் குறைந்து வருவதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர். GaN மற்றும் AlN இன் உள் துருவமுனைப்பு புலங்களில் உள்ள வேறுபாடு காரணமாக, AlGaN அடுக்கில் உள்ள Al உள்ளடக்கத்தின் அத்தகைய தொகுதி சாய்வு இலவச எலக்ட்ரான்களைத் தூண்டுகிறது, அவை MQW மையத்திற்குள் பாய எளிதாக இருக்கும் மற்றும் துருவமுனைப்பு புலத்தைக் குறைப்பதன் மூலம் வண்ண உறுதியற்ற தன்மையைக் குறைக்கும்.

உண்மையில், ஒரு மைக்ரானுக்குக் குறைவான விட்டம் கொண்ட சாதனங்களுக்கு, மின்னோட்ட ஊசியில் ஏற்படும் மாற்றத்தின் அளவின் வரிசையில், மின்ஒளிர்வு உச்ச அலைநீளம் அல்லது மின்னோட்டத்தால் தூண்டப்பட்ட ஒளி உமிழ்வு மாறாமல் இருப்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்துள்ளனர். கூடுதலாக, பேராசிரியர் மியின் குழு முன்பு சிலிக்கானில் நானோவைர் லெட்களை வளர்ப்பதற்காக சிலிக்கானில் உயர்தர GaN பூச்சுகளை வளர்ப்பதற்கான ஒரு முறையை உருவாக்கியுள்ளது. இதனால், ஒரு µled மற்ற CMOS மின்னணுவியலுடன் ஒருங்கிணைக்கத் தயாராக இருக்கும் ஒரு Si அடி மூலக்கூறில் அமர்ந்திருக்கிறது.

இந்த µled பல சாத்தியமான பயன்பாடுகளை எளிதில் கொண்டுள்ளது. சிப்பில் உள்ள ஒருங்கிணைந்த RGB டிஸ்ப்ளேவின் உமிழ்வு அலைநீளம் சிவப்பு நிறமாக விரிவடையும் போது சாதன தளம் மிகவும் வலுவானதாக மாறும்.