సాంప్రదాయ LED సామర్థ్యం పరంగా వారి అత్యుత్తమ పనితీరు కారణంగా లైటింగ్ మరియు డిస్ప్లే రంగంలో విప్లవాత్మక మార్పులు చేసింది.

సాంప్రదాయ LED సామర్థ్యం, ​​స్థిరత్వం మరియు పరికర పరిమాణం పరంగా వారి అత్యుత్తమ పనితీరు కారణంగా లైటింగ్ మరియు ప్రదర్శన రంగంలో విప్లవాత్మక మార్పులు చేసింది. LED లు సాధారణంగా మిల్లీమీటర్ల పార్శ్వ కొలతలు కలిగిన సన్నని సెమీకండక్టర్ ఫిల్మ్‌ల స్టాక్‌లు, ప్రకాశించే బల్బులు మరియు కాథోడ్ ట్యూబ్‌ల వంటి సాంప్రదాయ పరికరాల కంటే చాలా చిన్నవి. అయితే, వర్చువల్ మరియు ఆగ్మెంటెడ్ రియాలిటీ వంటి అభివృద్ధి చెందుతున్న ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ అప్లికేషన్‌లకు మైక్రాన్‌లు లేదా అంతకంటే తక్కువ పరిమాణంలో LEDలు అవసరం. మైక్రో - లేదా సబ్‌మైక్రాన్ స్కేల్ LED (µleds) సాంప్రదాయ లెడ్‌లు ఇప్పటికే కలిగి ఉన్న అనేక ఉన్నతమైన లక్షణాలను కలిగి ఉండాలనే ఆశ ఉంది, అంటే అత్యంత స్థిరమైన ఉద్గారం, అధిక సామర్థ్యం మరియు ప్రకాశం, అల్ట్రా-తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం మరియు పూర్తి-రంగు ఉద్గారాలు, విస్తీర్ణంలో దాదాపు మిలియన్ రెట్లు చిన్నగా ఉండటం వలన, మరింత కాంపాక్ట్ డిస్ప్లేలను అనుమతిస్తుంది. ఇటువంటి లెడ్ చిప్‌లు Si పై సింగిల్-చిప్‌ని పెంచి, కాంప్లిమెంటరీ మెటల్ ఆక్సైడ్ సెమీకండక్టర్ (CMOS) ఎలక్ట్రానిక్స్‌తో అనుసంధానించగలిగితే మరింత శక్తివంతమైన ఫోటోనిక్ సర్క్యూట్‌లకు మార్గం సుగమం చేస్తుంది.

అయినప్పటికీ, ఇప్పటివరకు, అటువంటి µledలు అస్పష్టంగానే ఉన్నాయి, ముఖ్యంగా ఆకుపచ్చ నుండి ఎరుపు ఉద్గార తరంగదైర్ఘ్యం పరిధిలో ఉన్నాయి. సాంప్రదాయ లీడ్ µ-లీడ్ విధానం అనేది ఒక టాప్-డౌన్ ప్రక్రియ, దీనిలో InGaN క్వాంటం వెల్ (QW) ఫిల్మ్‌లు ఎచింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా మైక్రో-స్కేల్ పరికరాలలో చెక్కబడతాయి. థిన్-ఫిల్మ్ InGaN QW-ఆధారిత tio2 µleds InGaN యొక్క అనేక అద్భుతమైన లక్షణాల కారణంగా చాలా దృష్టిని ఆకర్షించింది, సమర్థవంతమైన క్యారియర్ రవాణా మరియు కనిపించే పరిధి అంతటా తరంగదైర్ఘ్యం ట్యూనబిలిటీ వంటివి, ఇప్పటి వరకు అవి సైడ్-వాల్ వంటి సమస్యలతో బాధపడుతున్నాయి. పరికర పరిమాణం తగ్గిపోతున్నప్పుడు క్షీణించే నష్టం. అదనంగా, ధ్రువణ క్షేత్రాల ఉనికి కారణంగా, అవి తరంగదైర్ఘ్యం/రంగు అస్థిరతను కలిగి ఉంటాయి. ఈ సమస్య కోసం, నాన్-పోలార్ మరియు సెమీ-పోలార్ InGaN మరియు ఫోటోనిక్ క్రిస్టల్ కేవిటీ సొల్యూషన్స్ ప్రతిపాదించబడ్డాయి, అయితే అవి ప్రస్తుతం సంతృప్తికరంగా లేవు.

లైట్ సైన్స్ అండ్ అప్లికేషన్స్‌లో ప్రచురించబడిన కొత్త పేపర్‌లో, అన్నాబెల్‌లోని మిచిగాన్ విశ్వవిద్యాలయంలో ప్రొఫెసర్ జెటియన్ మి నేతృత్వంలోని పరిశోధకులు సబ్‌మిక్రాన్ స్కేల్ గ్రీన్ LED iii - నైట్రైడ్‌ను అభివృద్ధి చేశారు, ఇది ఈ అడ్డంకులను ఒక్కసారిగా అధిగమించింది. ఈ µleds ఎంపిక చేసిన ప్రాంతీయ ప్లాస్మా-సహాయక మాలిక్యులర్ బీమ్ ఎపిటాక్సీ ద్వారా సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. సాంప్రదాయ టాప్-డౌన్ విధానానికి పూర్తి విరుద్ధంగా, ఇక్కడ µled నానోవైర్‌ల శ్రేణిని కలిగి ఉంటుంది, ఒక్కొక్కటి 100 నుండి 200 nm వ్యాసం కలిగి ఉంటుంది, పదుల సంఖ్యలో నానోమీటర్‌లతో వేరు చేయబడుతుంది. ఈ బాటమ్-అప్ విధానం తప్పనిసరిగా పార్శ్వ గోడ తుప్పు నష్టాన్ని నివారిస్తుంది.

పరికరం యొక్క కాంతి-ఉద్గార భాగం, క్రియాశీల ప్రాంతం అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది నానోవైర్ పదనిర్మాణ శాస్త్రం ద్వారా వర్గీకరించబడిన కోర్-షెల్ మల్టిపుల్ క్వాంటం వెల్ (MQW) నిర్మాణాలతో కూడి ఉంటుంది. ప్రత్యేకించి, MQWలో InGaN బావి మరియు AlGaN అవరోధం ఉంటాయి. పక్క గోడలపై ఉన్న గ్రూప్ III మూలకాల ఇండియం, గాలియం మరియు అల్యూమినియం యొక్క అడ్సోర్బ్డ్ అటామ్ మైగ్రేషన్‌లో తేడాల కారణంగా, నానోవైర్‌ల వైపు గోడలపై ఇండియం లేదు అని మేము కనుగొన్నాము, ఇక్కడ GaN/AlGaN షెల్ MQW కోర్‌ను బురిటోలా చుట్టింది. ఈ GaN/AlGaN షెల్ యొక్క ఆల్ కంటెంట్ నానోవైర్ల ఎలక్ట్రాన్ ఇంజెక్షన్ వైపు నుండి రంధ్రం ఇంజెక్షన్ వైపుకు క్రమంగా తగ్గుతుందని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు. GaN మరియు AlN యొక్క అంతర్గత ధ్రువణ క్షేత్రాలలో వ్యత్యాసం కారణంగా, AlGaN లేయర్‌లోని అల్ కంటెంట్ యొక్క వాల్యూమ్ గ్రేడియంట్ ఉచిత ఎలక్ట్రాన్‌లను ప్రేరేపిస్తుంది, ఇవి MQW కోర్‌లోకి సులభంగా ప్రవహిస్తాయి మరియు ధ్రువణ క్షేత్రాన్ని తగ్గించడం ద్వారా రంగు అస్థిరతను ఉపశమనం చేస్తాయి.

వాస్తవానికి, ఒక మైక్రాన్ కంటే తక్కువ వ్యాసం కలిగిన పరికరాల కోసం, ఎలక్ట్రోల్యూమినిసెన్స్ యొక్క గరిష్ట తరంగదైర్ఘ్యం లేదా కరెంట్-ప్రేరిత కాంతి ఉద్గారం, ప్రస్తుత ఇంజెక్షన్‌లో మార్పు యొక్క పరిమాణం యొక్క క్రమంలో స్థిరంగా ఉంటుందని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు. అదనంగా, ప్రొఫెసర్ మి బృందం గతంలో సిలికాన్‌పై నానోవైర్ లెడ్‌లను పెంచడానికి సిలికాన్‌పై అధిక-నాణ్యత గల GaN పూతలను పెంచడానికి ఒక పద్ధతిని అభివృద్ధి చేసింది. అందువలన, ఇతర CMOS ఎలక్ట్రానిక్స్‌తో ఏకీకరణకు సిద్ధంగా ఉన్న Si సబ్‌స్ట్రేట్‌పై µled కూర్చుంటుంది.

ఈ µled సులభంగా అనేక సంభావ్య అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది. చిప్‌లోని ఇంటిగ్రేటెడ్ RGB డిస్‌ప్లే యొక్క ఉద్గార తరంగదైర్ఘ్యం ఎరుపు రంగుకు విస్తరించడం వలన పరికరం ప్లాట్‌ఫారమ్ మరింత పటిష్టంగా మారుతుంది.