Basert på gallium nitride teknologi og eksisterende produksjonsanlegg, kan belastning engineering gi en mulig metode for mikro-visning.
Basert på belastningen prosjektering av indium gallium nitride (InGaN) flere quantum brønner, Universitetet i Michigan har utviklet en monolittisk integrert amber-grønn-blå LED (Fig 1). Belastning prosjektering oppnås ved etsing forskjellige diametere nano-kolonner.
Fig.1. De forskjellige diametere av nano-kolonne ledet matrisen fra topp-ned produksjon skjematisk
Forskerne håp om å produsere en rød-grønn-blå ledet i fremtiden med en 635nm lysende quantum godt, gir en levedyktig metode for en mikro-skjerm basert på denne pixel ledet. Andre potensielle programmer inkluderer belysning, biosensors og optisk genetikk.
I tillegg støtte fra National Science Foundation (NSF) støtter Samsung produksjons- og utstyr. Forskerne håper å utvikle en chip-nivå multicolor LED plattform basert på eksisterende produksjon infrastruktur.
Epitaxial materialer er dyrket på 2-tommers no-mønster safirer gjennom metall-organisk kjemiske damp avsetning (MOCVD). Det lysende aktive området består av 5 2 5nm InGaN feller atskilt med en 12nm gan gate. Det elektroniske barriere laget og P-kontakt laget består av 20nm gallium nitride (P-al0.2ga0.8N) og 150nm P-gan henholdsvis.
Nano-kolonnen er dannet ved hjelp av elektron strålen litografi, og nikkel masken brukes for blandet våte og tørre etsing prosessen. De fleste etsning er tørr Induktivt kombinert plasma og våt etsing fasen brukes til å oppnå den endelige diameteren og fjerne skade fra tørr etsing trinn. Etsing dybden er om 300nm. Under hele produksjonsprosessen, er etsing masken beskyttet for å beskytte P-gan overflaten.
Etter plasma forbedret kjemiske damp avsetning (PECVD) av 50nm silicon nitride ble utført, ble strukturen dannet ved å bruke en roterende-belagt isolere N og P-gan.
Tørr korrosjon av flat struktur å avsløre spissen av kolonnen. Fjerne nikkel maskematerialet salpetersyre løsning. P-kontakt nikkel/gull metallization er termisk herdet i luften.
Elektrisk ytelsen til enheten viser en lav lekkasje av om 3 x 10-7a per piksel 5V omvendt bias. I lave lekkasje skyldes to faktorer-den sammenslåtte quantum godt gir en lav gjeldende crowding effekt og begrensning av belastning startet transportør til midten av nano-kolonnen. Risikoen for en redusert effekt på grunn av større nåværende tetthet i en smalere kolonne kan forbedres ved å redusere belastningen, dermed redusere quantum grense "sterk effekten" av det elektriske feltet skyldes kostnad polarisering av kjemisk obligasjoner i the nitride.
Pikslene består av kolonner med forskjellige diametere og forskjellige farger (figur 2). Som diameter bølgelengden blir lengre og variasjonen er større. Forskerne tilskrevet quantum godt tykkelse endringer på kjeks endringen.
QQ skjermbilde 20170916103202. png
Fig. 2. (a) romtemperatur elektrofluoriserende spektra av blå (487nm), grønn (512nm), Orange (575nm) og Amber (600nm) lys fra 50nm, 100nm og 800nm diameter nano kolonner og tynnfilm ledet piksler.
(b) bølgelengden til lyset ved endimensjonal stress avslapning teori.
(c) plassering av den største høydepunkt under ulike partisk spenninger.
Med økningen av spenning og aktuell sprøytebruk viser mer løs smale nanorør mindre bølgelengde blue shift. 800nm diameter nano pixel blå kolonneskift mellom 2.8V og 4V er 40nm. Dette skyldes forskerteamet granskes feltet belastning-avhengige spenning i fellen.
Teamet fast bias spenning og endret intensiteten gjennom puls frekvensmodulasjon, dermed stabilisere produksjon bølgelengden til bildepunktet. Gjennom dette eksperimentet vises det at alle piksel typer gir stabil bølgelengde og relativ electroluminescence intensitet, og plikt forholdet mellom puls signalet endres nesten lineært. Pulsbredde er 400μs. Puls frekvensen varierer mellom 200Hz og 2000Hz.
