Kirkkaammat punaiset mikroledit ja täysvärisen näytön vakaushaaste

Osakan yliopiston tutkijat ovat yhteistyössä Ritsumeikanin yliopiston kanssa osoittaneet, että europiumilla seostetun galliumnitridin (Eu-doping GaN) kasvattaminen puolipolaarisella kidetasolla parantaa merkittävästi punaisen valon emissiota.

Tutkimusryhmä havaitsi, että tämä lähestymistapa edistää selektiivisesti erittäin tehokkaiden Eu-luminoivien keskusten muodostumista, mikä johtaa yli 3,6 kertaa suurempaan punaisen valon emission intensiteettiin kuin perinteisesti kasvatetulla polaarisella tasomateriaalilla.

Eu-seostettuun GaN-polymeeriin perustuvat punaiset emitterit herättävät huomiota lupaavina valonlähteinä seuraavan sukupolven mikroled-näytöissä, koska ne voivat tarjota kapean viivanleveyden omaavaa, aallonpituudeltaan vakaata punaista emissiota Eu-ionien 4f-kuoren sisäisten siirtymien perusteella. Tämä on erityisen tärkeää täysvärisessä monoliittisessa integroinnissa sinisten ja vihreiden InGaN-ledien kanssa, joissa aallonpituuden vakaus laitteen käytön aikana on olennaista.

Polaarisen (0001) GaN:n perinteisellä kasvatuksella on kuitenkin merkittävä haittapuoli: monet tehottomat Eu-luminoivat keskukset muodostuvat tahattomasti, mikä rajoittaa valontuottoa.

Uudessa tutkimuksessa tutkijat selvittivät, miten kiteen kasvutaso vaikuttaa Eu-luminoivien keskusten jakautumiseen, ja havaitsivat, että semipolaarinen (2021) GaN muuttaa tätä jakautumista dramaattisesti.

Saavutetut löydökset tarjoavat selkeän polun kohti kirkkaampia GaN:Eu-pohjaisia punaisia ledejä. Koska puolipolaarisia substraatteja käytetään myös mieluummin aallonpituuden muutosten vaimentamiseen InGaN-ledeissä, tulos on tärkeä askel kohti erittäin korkean resoluution, laajan väriskaalan ja aallonpituuden omaavia täysvärisiä mikroled-näyttöjä, jotka perustuvat punaisen, vihreän ja sinisen emitterin monoliittiseen integrointiin samalle alustalle.

Vanhempi kirjailija, professori Shuhei Ichikawa, kommentoi: "Tuloksemme osoittavat, että pelkkä kiteen kasvutason muuttaminen mahdollistaa erittäin tehokkaiden Eu-luminesenssikeskusten selektiivisen itsemuodostumisen.

Semipolaarinen kasvu on siksi erittäin tehokas tie kohti kirkkaampia Eu-seostettuja GaN-punaisia säteilijöitä, ja toivomme edistävämme laiteprosessien optimointia ja täysväristen mikro-ledien integrointia käytännön sovelluksiin."

Aiheesta aiemmin:

Mekaaninen sininen ledi

Erittäin korkean resoluution kvanttipistenäyttöjä

Kvanttipisteitä, polymeerejä ja topologiaa