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

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

हालांकि, अब तक, ऐसे µleds मायावी बने हुए हैं, खासकर हरे से लाल उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य रेंज में। पारंपरिक led µ-led दृष्टिकोण एक टॉप-डाउन प्रक्रिया है जिसमें InGaN क्वांटम वेल (QW) फिल्मों को एक नक्काशी प्रक्रिया के माध्यम से माइक्रो-स्केल उपकरणों में उकेरा जाता है। जबकि पतली फिल्म InGaN QW-आधारित tio2 µleds ने InGaN के कई उत्कृष्ट गुणों, जैसे कि कुशल वाहक परिवहन और दृश्यमान रेंज में तरंग दैर्ध्य ट्यूनेबिलिटी के कारण बहुत ध्यान आकर्षित किया है, अब तक वे साइड-वॉल जंग क्षति जैसे मुद्दों से ग्रस्त रहे हैं जो डिवाइस के आकार के सिकुड़ने के साथ खराब हो जाते हैं। इसके अलावा, ध्रुवीकरण क्षेत्रों के अस्तित्व के कारण, उनके पास तरंग दैर्ध्य/रंग अस्थिरता है।

लाइट साइंस एंड एप्लीकेशन में प्रकाशित एक नए शोधपत्र में, मिशिगन विश्वविद्यालय, एनाबेल के प्रोफेसर ज़ेटियन मी 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 µled को चयनात्मक क्षेत्रीय प्लाज्मा-सहायता प्राप्त आणविक बीम एपिटेक्सी द्वारा संश्लेषित किया गया था। पारंपरिक टॉप-डाउन दृष्टिकोण के विपरीत, यहाँ µled में नैनोवायर की एक सरणी होती है, जिनमें से प्रत्येक का व्यास केवल 100 से 200 एनएम होता है, जो दसियों नैनोमीटर से अलग होता है। यह नीचे से ऊपर का दृष्टिकोण अनिवार्य रूप से पार्श्व दीवार संक्षारण क्षति से बचाता है।

डिवाइस का प्रकाश उत्सर्जक भाग, जिसे सक्रिय क्षेत्र के रूप में भी जाना जाता है, नैनोवायर आकारिकी द्वारा विशेषता वाले कोर-शेल मल्टीपल क्वांटम वेल (MQW) संरचनाओं से बना है। विशेष रूप से, MQW में InGaN वेल और AlGaN बैरियर शामिल हैं। साइड दीवारों पर समूह III तत्वों इंडियम, गैलियम और एल्युमिनियम के अधिशोषित परमाणु प्रवास में अंतर के कारण, हमने पाया कि नैनोवायर की साइड दीवारों पर इंडियम गायब था, जहाँ 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 आयतन ढाल मुक्त इलेक्ट्रॉनों को प्रेरित करता है, जो MQW कोर में प्रवाहित होने में आसान होते हैं और ध्रुवीकरण क्षेत्र को कम करके रंग अस्थिरता को कम करते हैं।

वास्तव में, शोधकर्ताओं ने पाया है कि एक माइक्रोन से कम व्यास वाले उपकरणों के लिए, इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस या करंट-प्रेरित प्रकाश उत्सर्जन की अधिकतम तरंगदैर्ध्य, करंट इंजेक्शन में परिवर्तन के परिमाण के क्रम पर स्थिर रहती है। इसके अलावा, प्रोफेसर मी की टीम ने पहले सिलिकॉन पर उच्च गुणवत्ता वाले GaN कोटिंग्स को विकसित करने के लिए एक विधि विकसित की है ताकि सिलिकॉन पर नैनोवायर एलईडी विकसित की जा सके। 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। चिप पर एकीकृत RGB डिस्प्ले की उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य लाल होने पर डिवाइस प्लेटफ़ॉर्म अधिक मजबूत हो जाएगा।