पारंपरिक एलईडी ने दक्षता के मामले में अपने बेहतर प्रदर्शन के कारण प्रकाश और प्रदर्शन के क्षेत्र में क्रांति ला दी है।

पारंपरिक एलईडी ने दक्षता, स्थिरता और डिवाइस आकार के मामले में अपने बेहतर प्रदर्शन के कारण प्रकाश और प्रदर्शन के क्षेत्र में क्रांति ला दी है। एलईडी आम तौर पर मिलीमीटर के पार्श्व आयामों के साथ पतली अर्धचालक फिल्मों के ढेर होते हैं, जो तापदीप्त बल्ब और कैथोड ट्यूब जैसे पारंपरिक उपकरणों की तुलना में बहुत छोटे होते हैं। हालाँकि, उभरते ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों, जैसे आभासी और संवर्धित वास्तविकता, को माइक्रोन या उससे कम आकार में एलईडी की आवश्यकता होती है। उम्मीद यह है कि माइक्रो- या सबमाइक्रोन स्केल एलईडी (μleds) में कई बेहतर गुण मौजूद रहेंगे जो पारंपरिक एलईडी में पहले से मौजूद हैं, जैसे अत्यधिक स्थिर उत्सर्जन, उच्च दक्षता और चमक, अल्ट्रा-लो बिजली की खपत और पूर्ण-रंग उत्सर्जन, क्षेत्रफल में लगभग दस लाख गुना छोटा होने के कारण, अधिक कॉम्पैक्ट डिस्प्ले की अनुमति मिलती है। ऐसे एलईडी चिप्स अधिक शक्तिशाली फोटोनिक सर्किट के लिए भी मार्ग प्रशस्त कर सकते हैं यदि उन्हें सी पर सिंगल-चिप विकसित किया जा सकता है और पूरक धातु ऑक्साइड सेमीकंडक्टर (सीएमओएस) इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ एकीकृत किया जा सकता है।

हालाँकि, अब तक, ऐसे μleds मायावी बने हुए हैं, विशेष रूप से हरे से लाल उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य रेंज में। पारंपरिक एलईडी μ-एलईडी दृष्टिकोण एक टॉप-डाउन प्रक्रिया है जिसमें InGaN क्वांटम वेल (QW) फिल्मों को एक नक़्क़ाशी प्रक्रिया के माध्यम से सूक्ष्म पैमाने के उपकरणों में उकेरा जाता है। जबकि पतली-फिल्म InGaN QW-आधारित tio2 µleds ने InGaN के कई उत्कृष्ट गुणों के कारण बहुत अधिक ध्यान आकर्षित किया है, जैसे कुशल वाहक परिवहन और पूरे दृश्यमान रेंज में तरंग दैर्ध्य ट्यूनेबिलिटी, अब तक वे साइड-वॉल जैसे मुद्दों से ग्रस्त रहे हैं संक्षारण क्षति जो उपकरण का आकार घटने के साथ और बदतर हो जाती है। इसके अलावा, ध्रुवीकरण क्षेत्रों के अस्तित्व के कारण, उनमें तरंग दैर्ध्य/रंग अस्थिरता होती है। इस समस्या के लिए, गैर-ध्रुवीय और अर्ध-ध्रुवीय InGaN और फोटोनिक क्रिस्टल कैविटी समाधान प्रस्तावित किए गए हैं, लेकिन वे वर्तमान में संतोषजनक नहीं हैं।

लाइट साइंस एंड एप्लीकेशन में प्रकाशित एक नए पेपर में, मिशिगन विश्वविद्यालय, एनाबेल के प्रोफेसर ज़ेटियन एमआई के नेतृत्व में शोधकर्ताओं ने एक सबमाइक्रोन स्केल ग्रीन एलईडी III - नाइट्राइड विकसित किया है जो इन बाधाओं को हमेशा के लिए दूर कर देता है। इन μleds को चयनात्मक क्षेत्रीय प्लाज्मा-सहायता आणविक बीम एपिटेक्सी द्वारा संश्लेषित किया गया था। पारंपरिक टॉप-डाउन दृष्टिकोण के बिल्कुल विपरीत, यहां μled में नैनोवायरों की एक श्रृंखला होती है, जिनमें से प्रत्येक का व्यास केवल 100 से 200 एनएम होता है, जो दसियों नैनोमीटर से अलग होता है। यह बॉटम-अप दृष्टिकोण अनिवार्य रूप से पार्श्व दीवार के क्षरण क्षति से बचाता है।

डिवाइस का प्रकाश उत्सर्जक भाग, जिसे सक्रिय क्षेत्र के रूप में भी जाना जाता है, नैनोवायर आकृति विज्ञान द्वारा विशेषता कोर-शेल मल्टीपल क्वांटम वेल (एमक्यूडब्ल्यू) संरचनाओं से बना है। विशेष रूप से, MQW में InGaN कुआँ और AlGaN अवरोध शामिल हैं। साइड की दीवारों पर समूह III तत्वों इंडियम, गैलियम और एल्युमीनियम के अधिशोषित परमाणु प्रवासन में अंतर के कारण, हमने पाया कि नैनोवायर की साइड की दीवारों पर इंडियम गायब था, जहां GaN/AlGaN शेल ने MQW कोर को बरिटो की तरह लपेटा था। शोधकर्ताओं ने पाया कि इस GaN/AlGaN शेल की Al सामग्री नैनोवायर के इलेक्ट्रॉन इंजेक्शन पक्ष से छेद इंजेक्शन पक्ष तक धीरे-धीरे कम हो गई। GaN और AlN के आंतरिक ध्रुवीकरण क्षेत्रों में अंतर के कारण, AlGaN परत में Al सामग्री का ऐसा वॉल्यूम ग्रेडिएंट मुक्त इलेक्ट्रॉनों को प्रेरित करता है, जो MQW कोर में प्रवाहित होना आसान होता है और ध्रुवीकरण क्षेत्र को कम करके रंग अस्थिरता को कम करता है।

वास्तव में, शोधकर्ताओं ने पाया है कि एक माइक्रोन से कम व्यास वाले उपकरणों के लिए, इलेक्ट्रोल्यूमिनसेंस की चरम तरंग दैर्ध्य, या वर्तमान-प्रेरित प्रकाश उत्सर्जन, वर्तमान इंजेक्शन में परिवर्तन के परिमाण के क्रम पर स्थिर रहता है। इसके अलावा, प्रोफेसर एमआई की टीम ने पहले सिलिकॉन पर नैनोवायर एलईडी विकसित करने के लिए सिलिकॉन पर उच्च गुणवत्ता वाली GaN कोटिंग्स विकसित करने के लिए एक विधि विकसित की है। इस प्रकार, एक µled अन्य CMOS इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ एकीकरण के लिए तैयार Si सब्सट्रेट पर बैठता है।

इस µled में आसानी से कई संभावित अनुप्रयोग हैं। डिवाइस प्लेटफ़ॉर्म अधिक मजबूत हो जाएगा क्योंकि चिप पर एकीकृत आरजीबी डिस्प्ले की उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य लाल रंग तक फैल जाएगी।