సాంప్రదాయ LED లు వాటి సామర్థ్యం పరంగా అత్యుత్తమ పనితీరు కారణంగా లైటింగ్ మరియు డిస్ప్లే రంగంలో విప్లవాత్మక మార్పులు తెచ్చాయి.

సాంప్రదాయ LED లు సామర్థ్యం, ​​స్థిరత్వం మరియు పరికర పరిమాణం పరంగా అత్యుత్తమ పనితీరు కారణంగా లైటింగ్ మరియు డిస్ప్లే రంగంలో విప్లవాత్మక మార్పులు తెచ్చాయి. LED లు సాధారణంగా మిల్లీమీటర్ల పార్శ్వ కొలతలు కలిగిన సన్నని సెమీకండక్టర్ ఫిల్మ్‌ల స్టాక్‌లు, ఇవి ఇన్కాండిసెంట్ బల్బులు మరియు కాథోడ్ ట్యూబ్‌లు వంటి సాంప్రదాయ పరికరాల కంటే చాలా చిన్నవి. అయితే, వర్చువల్ మరియు ఆగ్మెంటెడ్ రియాలిటీ వంటి అభివృద్ధి చెందుతున్న ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ అప్లికేషన్‌లకు మైక్రాన్లు లేదా అంతకంటే తక్కువ పరిమాణంలో LED లు అవసరం. మైక్రో - లేదా సబ్‌మిక్రాన్ స్కేల్ LED (µleds) సాంప్రదాయ LED లు ఇప్పటికే కలిగి ఉన్న అనేక ఉన్నతమైన లక్షణాలను కలిగి ఉండటం కొనసాగుతుందని ఆశ, అవి అధిక స్థిరమైన ఉద్గారం, అధిక సామర్థ్యం మరియు ప్రకాశం, అల్ట్రా-తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం మరియు పూర్తి-రంగు ఉద్గారం వంటివి, అయితే విస్తీర్ణంలో దాదాపు మిలియన్ రెట్లు చిన్నవిగా ఉండటం వలన, మరింత కాంపాక్ట్ డిస్ప్లేలను అనుమతిస్తుంది. ఇటువంటి LED చిప్‌లు Si పై సింగిల్-చిప్‌ను పెంచగలిగితే మరియు కాంప్లిమెంటరీ మెటల్ ఆక్సైడ్ సెమీకండక్టర్ (CMOS) ఎలక్ట్రానిక్స్‌తో అనుసంధానించబడితే మరింత శక్తివంతమైన ఫోటోనిక్ సర్క్యూట్‌లకు కూడా మార్గం సుగమం చేస్తాయి.

అయితే, ఇప్పటివరకు, అటువంటి µledలు అస్పష్టంగానే ఉన్నాయి, ముఖ్యంగా ఆకుపచ్చ నుండి ఎరుపు ఉద్గార తరంగదైర్ఘ్యం పరిధిలో. సాంప్రదాయ led µ-led విధానం అనేది టాప్-డౌన్ ప్రక్రియ, దీనిలో InGaN క్వాంటం వెల్ (QW) ఫిల్మ్‌లను ఎచింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా మైక్రో-స్కేల్ పరికరాల్లోకి చెక్కారు. సన్నని-ఫిల్మ్ InGaN QW-ఆధారిత tio2 µledలు InGaN యొక్క అనేక అద్భుతమైన లక్షణాల కారణంగా చాలా దృష్టిని ఆకర్షించాయి, ఉదాహరణకు సమర్థవంతమైన క్యారియర్ రవాణా మరియు కనిపించే పరిధిలో తరంగదైర్ఘ్యం ట్యూనబిలిటీ, ఇప్పటివరకు అవి సైడ్-వాల్ తుప్పు నష్టం వంటి సమస్యలతో బాధపడుతున్నాయి, ఇది పరికర పరిమాణం తగ్గిపోతున్నప్పుడు మరింత తీవ్రమవుతుంది. అదనంగా, ధ్రువణ క్షేత్రాల ఉనికి కారణంగా, అవి తరంగదైర్ఘ్యం/రంగు అస్థిరతను కలిగి ఉంటాయి. ఈ సమస్యకు, నాన్-పోలార్ మరియు సెమీ-పోలార్ InGaN మరియు ఫోటోనిక్ క్రిస్టల్ కేవిటీ సొల్యూషన్స్ ప్రతిపాదించబడ్డాయి, కానీ అవి ప్రస్తుతం సంతృప్తికరంగా లేవు.

లైట్ సైన్స్ అండ్ అప్లికేషన్స్‌లో ప్రచురించబడిన ఒక కొత్త పత్రంలో, అన్నాబెల్‌లోని మిచిగాన్ విశ్వవిద్యాలయంలో ప్రొఫెసర్ అయిన జెటియన్ మి నేతృత్వంలోని పరిశోధకులు, ఈ అడ్డంకులను శాశ్వతంగా అధిగమించే సబ్‌మిక్రాన్ స్కేల్ గ్రీన్ LED iii - నైట్రైడ్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. ఈ µledలు ఎంపిక చేసిన ప్రాంతీయ ప్లాస్మా-సహాయక మాలిక్యులర్ బీమ్ ఎపిటాక్సీ ద్వారా సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. సాంప్రదాయ టాప్-డౌన్ విధానానికి పూర్తి విరుద్ధంగా, ఇక్కడ µled నానోవైర్ల శ్రేణిని కలిగి ఉంటుంది, ప్రతి ఒక్కటి 100 నుండి 200 nm వ్యాసం కలిగి ఉంటుంది, ఇవి పదుల సంఖ్యలో నానోమీటర్లతో వేరు చేయబడతాయి. ఈ దిగువ-పైకి విధానం తప్పనిసరిగా పార్శ్వ గోడ తుప్పు నష్టాన్ని నివారిస్తుంది.

ఈ పరికరం యొక్క కాంతి-ఉద్గార భాగం, దీనిని యాక్టివ్ రీజియన్ అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది నానోవైర్ పదనిర్మాణం ద్వారా వర్గీకరించబడిన కోర్-షెల్ బహుళ క్వాంటం బావి (MQW) నిర్మాణాలతో కూడి ఉంటుంది. ముఖ్యంగా, MQWలో InGaN బావి మరియు AlGaN అవరోధం ఉంటాయి. సైడ్ వాల్‌లపై గ్రూప్ III మూలకాలైన ఇండియం, గాలియం మరియు అల్యూమినియం యొక్క శోషించబడిన అణువు వలసలో తేడాల కారణంగా, నానోవైర్‌ల సైడ్ వాల్‌లపై ఇండియం లేదని మేము కనుగొన్నాము, ఇక్కడ GaN/AlGaN షెల్ MQW కోర్‌ను బురిటో లాగా చుట్టింది. ఈ GaN/AlGaN షెల్ యొక్క Al కంటెంట్ నానోవైర్‌ల ఎలక్ట్రాన్ ఇంజెక్షన్ వైపు నుండి హోల్ ఇంజెక్షన్ వైపుకు క్రమంగా తగ్గుతుందని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు. GaN మరియు AlN యొక్క అంతర్గత ధ్రువణ క్షేత్రాలలో వ్యత్యాసం కారణంగా, AlGaN పొరలోని Al కంటెంట్ యొక్క అటువంటి వాల్యూమ్ గ్రేడియం ఉచిత ఎలక్ట్రాన్‌లను ప్రేరేపిస్తుంది, ఇవి MQW కోర్‌లోకి సులభంగా ప్రవహిస్తాయి మరియు ధ్రువణ క్షేత్రాన్ని తగ్గించడం ద్వారా రంగు అస్థిరతను తగ్గిస్తాయి.

నిజానికి, ఒక మైక్రాన్ కంటే తక్కువ వ్యాసం కలిగిన పరికరాలకు, ఎలక్ట్రోల్యూమినిసెన్స్ యొక్క గరిష్ట తరంగదైర్ఘ్యం లేదా కరెంట్-ప్రేరిత కాంతి ఉద్గారం, కరెంట్ ఇంజెక్షన్‌లో మార్పు యొక్క పరిమాణం ప్రకారం స్థిరంగా ఉంటుందని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు. అదనంగా, ప్రొఫెసర్ మి బృందం గతంలో సిలికాన్‌పై నానోవైర్ లెడ్‌లను పెంచడానికి సిలికాన్‌పై అధిక-నాణ్యత గల GaN పూతలను పెంచడానికి ఒక పద్ధతిని అభివృద్ధి చేసింది. అందువల్ల, ఒక µled ఇతర CMOS ఎలక్ట్రానిక్స్‌తో అనుసంధానం చేయడానికి సిద్ధంగా ఉన్న Si సబ్‌స్ట్రేట్‌పై కూర్చుంటుంది.

ఈ µled సులభంగా అనేక సంభావ్య అనువర్తనాలను కలిగి ఉంటుంది. చిప్‌లోని ఇంటిగ్రేటెడ్ RGB డిస్ప్లే యొక్క ఉద్గార తరంగదైర్ఘ్యం ఎరుపు రంగులోకి విస్తరిస్తున్నందున పరికర ప్లాట్‌ఫారమ్ మరింత దృఢంగా మారుతుంది.