సాంప్రదాయ LED లు వాటి సామర్థ్య పరంగా ఉన్న శ్రేష్ఠమైన పనితీరు కారణంగా లైటింగ్ మరియు డిస్‌ప్లే రంగంలో విప్లవాత్మక మార్పులు తీసుకువచ్చాయి.

సాంప్రదాయ LEDలు వాటి సామర్థ్యం, ​​స్థిరత్వం మరియు పరికర పరిమాణం పరంగా ఉన్న ఉన్నతమైన పనితీరు కారణంగా లైటింగ్ మరియు డిస్‌ప్లే రంగంలో విప్లవాత్మక మార్పులు తెచ్చాయి. LEDలు సాధారణంగా మిల్లీమీటర్ల పార్శ్వ కొలతలు కలిగిన పలుచని సెమీకండక్టర్ ఫిల్మ్‌ల పేర్పులుగా ఉంటాయి, ఇవి ప్రకాశించే బల్బులు మరియు కాథోడ్ ట్యూబ్‌ల వంటి సాంప్రదాయ పరికరాల కంటే చాలా చిన్నవి. అయితే, వర్చువల్ మరియు ఆగ్మెంటెడ్ రియాలిటీ వంటి అభివృద్ధి చెందుతున్న ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ అనువర్తనాలకు మైక్రాన్లు లేదా అంతకంటే తక్కువ పరిమాణంలో ఉన్న LEDలు అవసరం. మైక్రో – లేదా సబ్‌మైక్రాన్ స్కేల్ LED (µleds)లు, సాంప్రదాయ LEDలలో ఇప్పటికే ఉన్న అత్యంత స్థిరమైన ఉద్గారం, అధిక సామర్థ్యం మరియు ప్రకాశం, అతి తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం, మరియు పూర్తి-రంగు ఉద్గారం వంటి అనేక ఉన్నతమైన లక్షణాలను కలిగి ఉంటూనే, వైశాల్యంలో సుమారు పది లక్షల రెట్లు చిన్నవిగా ఉండి, మరింత కాంపాక్ట్ డిస్‌ప్లేలకు వీలు కల్పిస్తాయని ఆశిస్తున్నారు. అటువంటి LED చిప్‌లను Si పై సింగిల్-చిప్‌గా పెంచి, కాంప్లిమెంటరీ మెటల్ ఆక్సైడ్ సెమీకండక్టర్ (CMOS) ఎలక్ట్రానిక్స్‌తో అనుసంధానించగలిగితే, అవి మరింత శక్తివంతమైన ఫోటోనిక్ సర్క్యూట్‌లకు కూడా మార్గం సుగమం చేయగలవు.

అయితే, ఇప్పటి వరకు, అటువంటి µLEDలు, ముఖ్యంగా ఆకుపచ్చ నుండి ఎరుపు ఉద్గార తరంగదైర్ఘ్య పరిధిలో, అంతుచిక్కనివిగా మిగిలిపోయాయి. సాంప్రదాయ LED µ-LED విధానం అనేది ఒక టాప్-డౌన్ ప్రక్రియ, దీనిలో InGaN క్వాంటం వెల్ (QW) ఫిల్మ్‌లను ఎచింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా మైక్రో-స్కేల్ పరికరాలుగా చెక్కుతారు. సన్నని పొర InGaN QW-ఆధారిత TiO2 µLEDలు, సమర్థవంతమైన క్యారియర్ రవాణా మరియు దృశ్యమాన పరిధి అంతటా తరంగదైర్ఘ్య ట్యూనబిలిటీ వంటి InGaN యొక్క అనేక అద్భుతమైన లక్షణాల కారణంగా చాలా దృష్టిని ఆకర్షించినప్పటికీ, ఇప్పటి వరకు అవి సైడ్-వాల్ తుప్పు నష్టం వంటి సమస్యలతో బాధపడుతున్నాయి, పరికరం పరిమాణం తగ్గే కొద్దీ ఈ సమస్య మరింత తీవ్రమవుతుంది. అదనంగా, పోలరైజేషన్ క్షేత్రాల ఉనికి కారణంగా, అవి తరంగదైర్ఘ్యం/రంగు అస్థిరతను కలిగి ఉంటాయి. ఈ సమస్య కోసం, నాన్-పోలార్ మరియు సెమీ-పోలార్ InGaN మరియు ఫోటోనిక్ క్రిస్టల్ కావిటీ పరిష్కారాలు ప్రతిపాదించబడ్డాయి, కానీ అవి ప్రస్తుతం సంతృప్తికరంగా లేవు.

లైట్ సైన్స్ అండ్ అప్లికేషన్స్‌లో ప్రచురించబడిన ఒక కొత్త పత్రంలో, మిచిగాన్‌లోని అన్నబెల్ విశ్వవిద్యాలయం ప్రొఫెసర్ అయిన జెటియన్ మి నేతృత్వంలోని పరిశోధకులు, ఈ అడ్డంకులను శాశ్వతంగా అధిగమించే ఒక సబ్‌మైక్రాన్ స్థాయి గ్రీన్ LED iii – నైట్రైడ్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. ఈ µledలను సెలెక్టివ్ రీజనల్ ప్లాస్మా-అసిస్టెడ్ మాలిక్యులర్ బీమ్ ఎపిటాక్సీ ద్వారా సంశ్లేషణ చేశారు. సాంప్రదాయ టాప్-డౌన్ విధానానికి పూర్తి విరుద్ధంగా, ఇక్కడి µled పదుల నానోమీటర్ల దూరంలో వేరు చేయబడిన, కేవలం 100 నుండి 200 nm వ్యాసం కలిగిన నానోవైర్ల శ్రేణిని కలిగి ఉంటుంది. ఈ బాటమ్-అప్ విధానం ముఖ్యంగా పార్శ్వ గోడ కోత నష్టాన్ని నివారిస్తుంది.

పరికరం యొక్క కాంతి-ఉద్గార భాగాన్ని, యాక్టివ్ రీజియన్ అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది నానోవైర్ స్వరూపంతో కూడిన కోర్-షెల్ మల్టిపుల్ క్వాంటం వెల్ (MQW) నిర్మాణాలతో రూపొందించబడింది. ప్రత్యేకంగా, MQWలో InGaN వెల్ మరియు AlGaN బారియర్ ఉంటాయి. పక్క గోడలపై గ్రూప్ III మూలకాలైన ఇండియం, గాలియం మరియు అల్యూమినియం యొక్క అధిశోషిత పరమాణువుల వలసలో తేడాల కారణంగా, నానోవైర్ల పక్క గోడలపై ఇండియం లోపించిందని మేము కనుగొన్నాము, అక్కడ GaN/AlGaN షెల్ ఒక బురిటోలా MQW కోర్‌ను చుట్టివేసింది. ఈ GaN/AlGaN షెల్‌లోని Al కంటెంట్, నానోవైర్ల ఎలక్ట్రాన్ ఇంజెక్షన్ వైపు నుండి హోల్ ఇంజెక్షన్ వైపుకు క్రమంగా తగ్గుతుందని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు. GaN మరియు AlN యొక్క అంతర్గత ధ్రువణ క్షేత్రాలలో తేడా కారణంగా, AlGaN పొరలోని Al కంటెంట్ యొక్క ఇటువంటి వాల్యూమ్ గ్రేడియంట్ స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్‌లను ప్రేరేపిస్తుంది, ఇవి సులభంగా MQW కోర్‌లోకి ప్రవహించి, ధ్రువణ క్షేత్రాన్ని తగ్గించడం ద్వారా రంగు అస్థిరతను తగ్గిస్తాయి.

వాస్తవానికి, ఒక మైక్రాన్ కంటే తక్కువ వ్యాసం ఉన్న పరికరాల విషయంలో, ఎలక్ట్రోల్యూమినిసెన్స్ లేదా విద్యుత్ ప్రేరిత కాంతి ఉద్గారం యొక్క గరిష్ట తరంగదైర్ఘ్యం, విద్యుత్ ప్రవాహంలోని మార్పుకు దాదాపు సమాన పరిమాణంలో స్థిరంగా ఉంటుందని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు. దీనికి అదనంగా, ప్రొఫెసర్ మి బృందం సిలికాన్‌పై నానోవైర్ ఎల్ఈడీలను పెంచడానికి, దానిపై అధిక-నాణ్యత గల GaN పూతలను పూసే ఒక పద్ధతిని గతంలో అభివృద్ధి చేసింది. ఈ విధంగా, ఒక µled ఇతర CMOS ఎలక్ట్రానిక్స్‌తో అనుసంధానం కావడానికి సిద్ధంగా ఒక Si సబ్‌స్ట్రేట్‌పై అమరి ఉంటుంది.

ఈ µledకు సులభంగా అనేక సంభావ్య అనువర్తనాలు ఉన్నాయి. చిప్‌పై ఉన్న సమీకృత RGB డిస్‌ప్లే యొక్క ఉద్గార తరంగదైర్ఘ్యం ఎరుపు రంగు వరకు విస్తరించినప్పుడు, ఈ పరికర ప్లాట్‌ఫారమ్ మరింత పటిష్టంగా మారుతుంది.