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清華聯合凝聚態(tài)實驗室提升紅光Micro LED微顯示性能

2023-12-22 11:29:18 [編輯：Akwan]
12月21日消息，清華大學與中國北京凝聚態(tài)物理國家實驗室宣布，研究團隊通過使用獨立式氮化鎵襯底 （freestanding gallium nitride substrates (FGS)），提升了紅光氮化鎵 (InGaN)Micro LED器件的效率和陣列均勻性。研究人員聲稱，這是首個蝕刻定義臺面尺寸小于5μm的InGaN紅光Micro LED。
 
清華聯合凝聚態(tài)實驗室提升紅光Micro LED微顯示性能
 
InGaN紅光Micro LED外延結構
 
論文指出，InGaN與傳統(tǒng)的紅光LED材料AlInGaP相比，優(yōu)勢包括更容易與綠光和藍光InGaN LED集成，并且由于InGaN材料的載流子向側壁缺陷的遷移較少，因此可更好地縮小Micro LED器件尺寸。

盡管此前InGaN材料難以實現紅光Micro LED高效率發(fā)光 ，但近年來在LED行業(yè)的努力下，InGaN材料紅光Micro LED在微型顯示器上逐漸得到應用，例如在軍用飛機飛行員頭盔中的平視顯示器（HUD），以及用于AR/VR眼鏡設備等。

但超小尺寸InGaN紅光Micro LED仍難以滿足小尺寸和高電流密度微顯示產品所需求的發(fā)光波長和效率。
 
清華聯合凝聚態(tài)實驗室提升紅光Micro LED微顯示性能
 
Micro LED陣列電流密度、亮度發(fā)布對比
 
針對InGaN紅光Micro LED的性能問題，研究團隊展示了基于獨立式GaN基板打造了尺寸為1–20μm的InGaN 紅光Micro LED，與傳統(tǒng)藍寶石基板上生長的Micro LED 相比，其銦的摻入量有所提高。

實驗結果顯示，在1μm的尺寸下，InGaN紅光Micro LED在50A/cm² 的電流密度下實現了0.86%的外量子效率（晶圓上）和613.6nm的波長。

此外，在GaN襯底上生長的1μm Micro LED陣列，其發(fā)射均勻性明顯優(yōu)于藍寶石襯底上生長的陣列。研究團隊表示，這些結果表明，獨立式GaN襯底有利于提高紅光InGaN Micro LED的性能。（LEDinside Irving編譯）
 
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