بر اساس گزارش های رسانه های خارجی، دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا (UCSB) اعلام کرد که برای اولین بار تراشه های میکرو LED قرمز مستقر در InGaN با اندازه کمتر از ۱۰ میکرون را نشان داده است، و بر روی ویفرها اندازه گیری شده است. بازده کوانتومی خروجی (EQE) ۰٫۲٪ است.
بهبود کارایی کوانتومی خارجی هنوز راه درازی در پیش دارد
پیش از این شرکت مواد نیمه هادی فرانسوی Soitec که توانایی تولید انبوه تراشه های میکرو LED قرمز مبتنی بر InGaN را دارد، در سال ۲۰۲۰ دستگاه های میکرو ال ای دی قرمز مستقر در InGaN ۵۰ میکرون را منتشر کرد. با این حال شوبهرا پاسایت، سخنگوی تیم UCSB اشاره کرد که داده های Soitec No در مورد کارایی کوانتومی خارجی منتشر شده است.
پاسیت گفت که میکرو LEDهای کوچکتر از ۱۰ میکرون برای تجاری سازی قابل دوام صنعت میکرو ال ای دی حیاتی هستند. در عین حال علاوه بر اندازه کوچک، کارایی کوانتومی خارجی تراشه Micro LED باید حداقل ۲ تا ۵٪ باشد تا نیازهای صفحه نمایش Micro LED را برآورده کند.
با این حال، کارایی کوانتومی خارجی تراشه میکرو LED قرمز مبتنی بر InGaN که این بار توسط UCSB نمایش داده می شود، تنها ۰٫۲٪ است. پسایات در این خصوص صراحتاً گفت: اگرچه نتایج تحقیقات فعلی این تیم به دور از رسیدن به هدف است، اما کار تحقیقاتی مربوطه وارد مرحله مقدماتی شده است و می توان پیشرفت ماهوی را در آینده انتظار داشت.
هدف بعدی تیم UCSB بهبود کارایی کوانتومی خارجی تراشه میکرو ال ای ال ای نور قرمز است. در حال حاضر در حال برنامه ریزی برای بهبود کیفیت مواد و بهبود مراحل تولید است.
InGaN مواد چشم انداز برنامه را می توان انتظار می رود
همچنین شایان ذکر است که تیم UCSB در حال مطالعه میکرو LEDs قرمز مبتنی بر InGaN به جای میکرو LEDs قرمز مبتنی بر AlGaInP است، عمدتاً به این دلیل که کارایی دومی معمولاً با کاهش اندازه کاهش می یابد. پاسیت فاش کرد که تا کنون حداقل اندازه تراشه های میکرو ال ای دی قرمز مستقر در AlGaInP ۲۰ میکرون است، و کارایی کوانتومی خارجی ناشناخته است.
فهمیده می شود که LEDهای قرمز فعلی بیشتر از مواد AlGaInP ساخته شده اند، و کارایی آن ها به اندازه ۶۰٪ یا بیشتر تحت اندازه تراشه طبیعی است. با این حال، هنگامی که اندازه تراشه به ترتیب میکرومترها کاهش یابد، کارایی به شدت زیر ۱٪ کاهش خواهد یافت.
علاوه بر این، در فرایند انتقال جرم، معایب مواد AlGaInP نیز آشکار است.
انتقال جرم نیاز به مواد به قدرت مکانیکی خوب برای جلوگیری از ترک خوردگی در طول چیدن تراشه و قرار دادن, در حالی که خواص مکانیکی ضعیف از مواد AlGaInP مشکلات جدید به انتقال جرم اضافه کنید.
در مقابل، فیلم های InGaN مزایایی مانند شکاف های باند پهن قابل تنظیم دارند، و چشم انداز کاربرد گسترده ای در زمینه نور مرئی دارند و صفحه نمایش تمام رنگ Micro LED یکی از بالقوه ترین برنامه های کاربردی است.
گزارش شده است که ماده InGaN دارای پایداری مکانیکی بهتر و طول انتشار سوراخ کوتاه تر است، و با میکرو LEDs سبز و آبی مبتنی بر InGaN سازگار است، بنابراین انتخاب بهتری برای میکرو LEDs قرمز است.
شایان ذکر است که تیم آکادمیک جیانگ فنگی اعلام کرد دستیابی به موفقیت تحقیقاتی در LEDs نارنجی قرمز مبتنی بر InGaN با کارایی بالا در سال گذشته. نتایج تحقیقات همچنین ثابت کرد که مواد InGaN پتانسیل زیادی در تولید تراشه های پیکسل نور قرمز برای کاربردهای نمایش خواهند داشت.
علاوه بر این UCSB و سئول ویوزیس تحقیقاتی در مورد روند تغییرات در کارایی کوانتومی خارجی میکرو LEDs کوچکتر از ۵ میکرون در اندازه انجام داده اند. بر اساس نتایج تحقیقات، آنها بر این باورند که انتظار می رود LEDهای میکرو قرمز مستقر در InGaN به ساخت نمایشگرهای میکرو ال ای دی تمام رنگ به اندازه کوچکتر کمک کنند.
در عین حال دو طرف امیدوارند استفاده از میکرو LEDهای کوچکتر مبتنی بر InGaN را در زمینه های نمایش بالا مانند تلفن های هوشمند، عینک AR و تلویزیون های 4K از طریق عواملی مانند بهبود روشنایی و قابلیت اطمینان ترویج کنند.