ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಎಲ್ಇಡಿ ದಕ್ಷತೆಯ ಪರಿಭಾಷೆಯಲ್ಲಿ ಅವರ ಉನ್ನತ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಿಂದಾಗಿ ಬೆಳಕಿನ ಮತ್ತು ಪ್ರದರ್ಶನದ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಕ್ರಾಂತಿಗೊಳಿಸಿದೆ.

ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಎಲ್ಇಡಿ ದಕ್ಷತೆ, ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಸಾಧನದ ಗಾತ್ರದ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಅವರ ಉತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಿಂದಾಗಿ ಬೆಳಕಿನ ಮತ್ತು ಪ್ರದರ್ಶನ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಯನ್ನು ಮಾಡಿದೆ. ಎಲ್ಇಡಿಗಳು ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿ ಮಿಲಿಮೀಟರ್ಗಳ ಪಾರ್ಶ್ವ ಆಯಾಮಗಳೊಂದಿಗೆ ತೆಳುವಾದ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಫಿಲ್ಮ್ಗಳ ಸ್ಟ್ಯಾಕ್ಗಳಾಗಿವೆ, ಪ್ರಕಾಶಮಾನ ಬಲ್ಬ್ಗಳು ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಟ್ಯೂಬ್ಗಳಂತಹ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಾಧನಗಳಿಗಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ವರ್ಚುವಲ್ ಮತ್ತು ವರ್ಧಿತ ರಿಯಾಲಿಟಿಯಂತಹ ಉದಯೋನ್ಮುಖ ಆಪ್ಟೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ಮೈಕ್ರಾನ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಗಾತ್ರದ ಎಲ್‌ಇಡಿಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಮೈಕ್ರೋ - ಅಥವಾ ಸಬ್‌ಮಿಕ್ರಾನ್ ಸ್ಕೇಲ್ ಎಲ್‌ಇಡಿ (µleds) ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಲೆಡ್‌ಗಳು ಈಗಾಗಲೇ ಹೊಂದಿರುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಿರವಾದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಹೊಳಪು, ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಪೂರ್ಣ-ಬಣ್ಣದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯಂತಹ ಅನೇಕ ಉತ್ತಮ ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂಬುದು ಭರವಸೆಯಾಗಿದೆ. ವಿಸ್ತೀರ್ಣದಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು ಮಿಲಿಯನ್ ಪಟ್ಟು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದು, ಹೆಚ್ಚು ಕಾಂಪ್ಯಾಕ್ಟ್ ಡಿಸ್ಪ್ಲೇಗಳಿಗೆ ಅವಕಾಶ ನೀಡುತ್ತದೆ. ಅಂತಹ ಲೆಡ್ ಚಿಪ್‌ಗಳು Si ಯಲ್ಲಿ ಸಿಂಗಲ್-ಚಿಪ್ ಅನ್ನು ಬೆಳೆಸಿದರೆ ಮತ್ತು ಪೂರಕ ಲೋಹದ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ (CMOS) ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟರೆ ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಿಗೆ ದಾರಿ ಮಾಡಿಕೊಡಬಹುದು.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ, ಅಂತಹ µled ಗಳು ಅಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಉಳಿದಿವೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಹಸಿರುನಿಂದ ಕೆಂಪು ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ತರಂಗಾಂತರದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ನೇತೃತ್ವದ µ-ನೇತೃತ್ವದ ವಿಧಾನವು ಟಾಪ್-ಡೌನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದ್ದು, ಇದರಲ್ಲಿ InGaN ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವೆಲ್ (QW) ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ಎಚ್ಚಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ಮೈಕ್ರೋ-ಸ್ಕೇಲ್ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಕೆತ್ತಲಾಗಿದೆ. ತೆಳುವಾದ-ಫಿಲ್ಮ್ InGaN QW-ಆಧಾರಿತ tio2 µleds ಅನೇಕ InGaN ನ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಗಮನ ಸೆಳೆದಿದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ದಕ್ಷ ವಾಹಕ ಸಾರಿಗೆ ಮತ್ತು ಗೋಚರ ಶ್ರೇಣಿಯ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ತರಂಗಾಂತರದ ಟ್ಯೂನಬಿಲಿಟಿ, ಇದುವರೆಗೂ ಅವರು ಸೈಡ್-ವಾಲ್‌ನಂತಹ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಂದ ಬಳಲುತ್ತಿದ್ದಾರೆ. ಸಾಧನದ ಗಾತ್ರ ಕುಗ್ಗಿದಂತೆ ಹದಗೆಡುವ ತುಕ್ಕು ಹಾನಿ. ಜೊತೆಗೆ, ಧ್ರುವೀಕರಣ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವದ ಕಾರಣ, ಅವು ತರಂಗಾಂತರ/ಬಣ್ಣದ ಅಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಸಮಸ್ಯೆಗಾಗಿ, ಧ್ರುವೀಯವಲ್ಲದ ಮತ್ತು ಅರೆ-ಧ್ರುವೀಯ InGaN ಮತ್ತು ಫೋಟೊನಿಕ್ ಸ್ಫಟಿಕ ಕುಹರದ ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಅವು ಪ್ರಸ್ತುತ ತೃಪ್ತಿಕರವಾಗಿಲ್ಲ.

ಲೈಟ್ ಸೈನ್ಸ್ ಅಂಡ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಷನ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾದ ಹೊಸ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ, ಅನ್ನಾಬೆಲ್‌ನ ಮಿಚಿಗನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ಝೆಟಿಯನ್ ಮಿ ನೇತೃತ್ವದ ಸಂಶೋಧಕರು ಸಬ್‌ಮಿಕ್ರಾನ್ ಸ್ಕೇಲ್ ಗ್ರೀನ್ ಎಲ್‌ಇಡಿ iii - ನೈಟ್ರೈಡ್ ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಅದು ಒಮ್ಮೆ ಮತ್ತು ಎಲ್ಲರಿಗೂ ಈ ಅಡೆತಡೆಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ µledಗಳನ್ನು ಆಯ್ದ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ-ಸಹಾಯದ ಆಣ್ವಿಕ ಕಿರಣದ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಿಂದ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಟಾಪ್-ಡೌನ್ ವಿಧಾನಕ್ಕೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ಇಲ್ಲಿ µled ನ್ಯಾನೊವೈರ್‌ಗಳ ಒಂದು ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ಕೇವಲ 100 ರಿಂದ 200 nm ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಹತ್ತಾರು ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್‌ಗಳಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. 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 ಮೇಲಿನ ಗ್ರೂಪ್ III ಅಂಶಗಳ ಇಂಡಿಯಮ್, ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನ ಆಡ್ಸೋರ್ಬ್ಡ್ ಪರಮಾಣು ವಲಸೆಯಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳಿಂದಾಗಿ, ನ್ಯಾನೊವೈರ್‌ಗಳ ಪಕ್ಕದ ಗೋಡೆಗಳಲ್ಲಿ ಇಂಡಿಯಮ್ ಕಾಣೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ನಾವು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದೇವೆ, ಅಲ್ಲಿ ಗಾಎನ್/ಅಲ್ಗಾನ್ ಶೆಲ್ MQW ಕೋರ್ ಅನ್ನು ಬುರಿಟೋದಂತೆ ಸುತ್ತುತ್ತದೆ. ಈ GaN/AlGaN ಶೆಲ್‌ನ ಅಲ್ ವಿಷಯವು ನ್ಯಾನೊವೈರ್‌ಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಇಂಜೆಕ್ಷನ್ ಬದಿಯಿಂದ ರಂಧ್ರ ಇಂಜೆಕ್ಷನ್ ಬದಿಗೆ ಕ್ರಮೇಣ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ. GaN ಮತ್ತು AlN ನ ಆಂತರಿಕ ಧ್ರುವೀಕರಣ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದಾಗಿ, AlGaN ಪದರದಲ್ಲಿನ Al ವಿಷಯದ ಅಂತಹ ಪರಿಮಾಣದ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು MQW ಕೋರ್‌ಗೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ಹರಿಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಧ್ರುವೀಕರಣ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಬಣ್ಣದ ಅಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ.

ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಒಂದು ಮೈಕ್ರಾನ್‌ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ವ್ಯಾಸದ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲುಮಿನೆಸೆನ್ಸ್‌ನ ಗರಿಷ್ಠ ತರಂಗಾಂತರ ಅಥವಾ ಪ್ರಸ್ತುತ-ಪ್ರೇರಿತ ಬೆಳಕಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯು ಪ್ರಸ್ತುತ ಇಂಜೆಕ್ಷನ್‌ನಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯ ಪ್ರಮಾಣದ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಮಿ ತಂಡವು ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನಲ್ಲಿ ನ್ಯಾನೊವೈರ್ ಲೆಡ್ಸ್ ಅನ್ನು ಬೆಳೆಯಲು ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ GaN ಕೋಟಿಂಗ್‌ಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಹಿಂದೆ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಒಂದು µled ಇತರ CMOS ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಏಕೀಕರಣಕ್ಕೆ ಸಿದ್ಧವಾಗಿರುವ Si ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಕುಳಿತುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಈ µled ಸುಲಭವಾಗಿ ಅನೇಕ ಸಂಭಾವ್ಯ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಚಿಪ್‌ನಲ್ಲಿನ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ RGB ಡಿಸ್ಪ್ಲೇಯ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ತರಂಗಾಂತರವು ಕೆಂಪು ಬಣ್ಣಕ್ಕೆ ವಿಸ್ತರಿಸುವುದರಿಂದ ಸಾಧನದ ವೇದಿಕೆಯು ಹೆಚ್ಚು ದೃಢವಾಗಿರುತ್ತದೆ.