ದಕ್ಷತೆಯ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಿಂದಾಗಿ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಎಲ್ಇಡಿಗಳು ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ಪ್ರದರ್ಶನದ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಯನ್ನುಂಟು ಮಾಡಿವೆ.

ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಎಲ್‌ಇಡಿಗಳು ದಕ್ಷತೆ, ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಸಾಧನದ ಗಾತ್ರದ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಿಂದಾಗಿ ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ಪ್ರದರ್ಶನ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಯನ್ನುಂಟುಮಾಡಿವೆ. ಎಲ್‌ಇಡಿಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮಿಲಿಮೀಟರ್‌ಗಳ ಪಾರ್ಶ್ವ ಆಯಾಮಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ತೆಳುವಾದ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಸ್ಟ್ಯಾಕ್‌ಗಳಾಗಿವೆ, ಇವು ಪ್ರಕಾಶಮಾನ ಬಲ್ಬ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳಂತಹ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಾಧನಗಳಿಗಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ವರ್ಚುವಲ್ ಮತ್ತು ವರ್ಧಿತ ರಿಯಾಲಿಟಿಯಂತಹ ಉದಯೋನ್ಮುಖ ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ಮೈಕ್ರಾನ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ ಎಲ್‌ಇಡಿಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ. ಮೈಕ್ರೋ - ಅಥವಾ ಸಬ್‌ಮೈಕ್ರಾನ್ ಸ್ಕೇಲ್ ಎಲ್‌ಇಡಿ (µLEDಗಳು) ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಎಲ್‌ಇಡಿಗಳು ಈಗಾಗಲೇ ಹೊಂದಿರುವ ಅನೇಕ ಉನ್ನತ ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಹೊಳಪು, ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಪೂರ್ಣ-ಬಣ್ಣದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ, ಆದರೆ ಸುಮಾರು ಒಂದು ಮಿಲಿಯನ್ ಪಟ್ಟು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದು, ಹೆಚ್ಚು ಸಾಂದ್ರೀಕೃತ ಪ್ರದರ್ಶನಗಳಿಗೆ ಅವಕಾಶ ನೀಡುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ಆಶಯ. ಅಂತಹ ಎಲ್‌ಇಡಿ ಚಿಪ್‌ಗಳು Si ನಲ್ಲಿ ಸಿಂಗಲ್-ಚಿಪ್ ಅನ್ನು ಬೆಳೆಸಿದರೆ ಮತ್ತು ಪೂರಕ ಮೆಟಲ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ (CMOS) ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟರೆ ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಿಗೆ ದಾರಿ ಮಾಡಿಕೊಡಬಹುದು.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ, ಅಂತಹ µled ಗಳು ಅಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿಯೇ ಉಳಿದಿವೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಹಸಿರು ಬಣ್ಣದಿಂದ ಕೆಂಪು ಬಣ್ಣಕ್ಕೆ ಹೊರಸೂಸುವ ತರಂಗಾಂತರ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ led µ-led ವಿಧಾನವು ಟಾಪ್-ಡೌನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದ್ದು, ಇದರಲ್ಲಿ InGaN ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವೆಲ್ (QW) ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ಎಚ್ಚಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ಪ್ರಮಾಣದ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಕೆತ್ತಲಾಗುತ್ತದೆ. ತೆಳುವಾದ-ಫಿಲ್ಮ್ InGaN QW-ಆಧಾರಿತ tio2 µled ಗಳು InGaN ನ ಅನೇಕ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಾದ ದಕ್ಷ ವಾಹಕ ಸಾಗಣೆ ಮತ್ತು ಗೋಚರ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಾದ್ಯಂತ ತರಂಗಾಂತರ ಟ್ಯೂನಬಿಲಿಟಿಯಿಂದಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಗಮನ ಸೆಳೆದಿವೆ, ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ ಅವು ಪಕ್ಕದ ಗೋಡೆಯ ತುಕ್ಕು ಹಾನಿಯಂತಹ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಂದ ಬಳಲುತ್ತಿವೆ, ಇದು ಸಾಧನದ ಗಾತ್ರ ಕುಗ್ಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ಹದಗೆಡುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಧ್ರುವೀಕರಣ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವದಿಂದಾಗಿ, ಅವು ತರಂಗಾಂತರ/ಬಣ್ಣ ಅಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಈ ಸಮಸ್ಯೆಗೆ, ಧ್ರುವೀಯವಲ್ಲದ ಮತ್ತು ಅರೆ-ಧ್ರುವೀಯ InGaN ಮತ್ತು ಫೋಟೊನಿಕ್ ಸ್ಫಟಿಕ ಕುಹರದ ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಅವು ಪ್ರಸ್ತುತ ತೃಪ್ತಿಕರವಾಗಿಲ್ಲ.

ಲೈಟ್ ಸೈನ್ಸ್ ಅಂಡ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಷನ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾದ ಹೊಸ ಪ್ರಬಂಧದಲ್ಲಿ, ಅನ್ನಾಬೆಲ್‌ನ ಮಿಚಿಗನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರಾದ ಜೆಟಿಯನ್ ಮಿ ನೇತೃತ್ವದ ಸಂಶೋಧಕರು, ಸಬ್‌ಮೈಕ್ರಾನ್ ಸ್ಕೇಲ್ ಹಸಿರು ಎಲ್‌ಇಡಿ iii - ನೈಟ್ರೈಡ್ ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಅದು ಈ ಅಡೆತಡೆಗಳನ್ನು ಒಮ್ಮೆಗೇ ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ µled ಗಳನ್ನು ಆಯ್ದ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ-ನೆರವಿನ ಆಣ್ವಿಕ ಕಿರಣದ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿ ಮೂಲಕ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಟಾಪ್-ಡೌನ್ ವಿಧಾನಕ್ಕೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ಇಲ್ಲಿರುವ µled ನ್ಯಾನೊವೈರ್‌ಗಳ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ಕೇವಲ 100 ರಿಂದ 200 nm ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಹತ್ತಾರು ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್‌ಗಳಿಂದ ಬೇರ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ಈ ಬಾಟಮ್-ಅಪ್ ವಿಧಾನವು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಪಾರ್ಶ್ವ ಗೋಡೆಯ ತುಕ್ಕು ಹಾನಿಯನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುತ್ತದೆ.

ಸಕ್ರಿಯ ಪ್ರದೇಶ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಸಾಧನದ ಬೆಳಕು ಹೊರಸೂಸುವ ಭಾಗವು ನ್ಯಾನೊವೈರ್ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನದಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಕೋರ್-ಶೆಲ್ ಮಲ್ಟಿಪಲ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವೆಲ್ (MQW) ರಚನೆಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, MQW InGaN ಬಾವಿ ಮತ್ತು AlGaN ತಡೆಗೋಡೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಪಕ್ಕದ ಗೋಡೆಗಳ ಮೇಲೆ ಗುಂಪು III ಅಂಶಗಳ ಇಂಡಿಯಮ್, ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ಪರಮಾಣು ವಲಸೆಯಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳಿಂದಾಗಿ, ನ್ಯಾನೊವೈರ್‌ಗಳ ಪಕ್ಕದ ಗೋಡೆಗಳಲ್ಲಿ ಇಂಡಿಯಮ್ ಕಾಣೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ನಾವು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದೇವೆ, ಅಲ್ಲಿ GaN/AlGaN ಶೆಲ್ MQW ಕೋರ್ ಅನ್ನು ಬುರಿಟೋದಂತೆ ಸುತ್ತಿಕೊಂಡಿದೆ. ಈ GaN/AlGaN ಶೆಲ್‌ನ Al ಅಂಶವು ನ್ಯಾನೊವೈರ್‌ಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಇಂಜೆಕ್ಷನ್ ಬದಿಯಿಂದ ರಂಧ್ರ ಇಂಜೆಕ್ಷನ್ ಬದಿಗೆ ಕ್ರಮೇಣ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಕಂಡುಕೊಂಡರು. GaN ಮತ್ತು AlN ನ ಆಂತರಿಕ ಧ್ರುವೀಕರಣ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದಾಗಿ, AlGaN ಪದರದಲ್ಲಿನ Al ವಿಷಯದ ಅಂತಹ ಪರಿಮಾಣದ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು MQW ಕೋರ್‌ಗೆ ಹರಿಯಲು ಸುಲಭವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಧ್ರುವೀಕರಣ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಬಣ್ಣ ಅಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ.

ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಒಂದು ಮೈಕ್ರಾನ್‌ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ವ್ಯಾಸದ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲ್ಯುಮಿನೆಸೆನ್ಸ್‌ನ ಗರಿಷ್ಠ ತರಂಗಾಂತರ ಅಥವಾ ಕರೆಂಟ್-ಪ್ರೇರಿತ ಬೆಳಕಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯು, ಕರೆಂಟ್ ಇಂಜೆಕ್ಷನ್‌ನಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯ ಪ್ರಮಾಣದ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಮಿ ಅವರ ತಂಡವು ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನಲ್ಲಿ ನ್ಯಾನೊವೈರ್ ಎಲ್‌ಇಡಿಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯಲು ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ GaN ಲೇಪನಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಈ ಹಿಂದೆ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಒಂದು µled ಇತರ CMOS ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಏಕೀಕರಣಕ್ಕೆ ಸಿದ್ಧವಾಗಿರುವ Si ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಕುಳಿತುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಈ µled ಸುಲಭವಾಗಿ ಅನೇಕ ಸಂಭಾವ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಚಿಪ್‌ನಲ್ಲಿನ ಸಂಯೋಜಿತ RGB ಡಿಸ್ಪ್ಲೇಯ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ತರಂಗಾಂತರವು ಕೆಂಪು ಬಣ್ಣಕ್ಕೆ ವಿಸ್ತರಿಸಿದಂತೆ ಸಾಧನ ವೇದಿಕೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಬಲಿಷ್ಠವಾಗುತ್ತದೆ.