Yn seiliedig ar dechnoleg nitride gallium a gweithgynhyrchu cyfleusterau presennol, gall straen peirianneg yn darparu dull ymarferol ar gyfer busnesau micro-arddangos.
Yn seiliedig ar y straen peirianneg ffynhonnau cwantwm lluosog o indium gallium nitride (InGaN), datblygodd Prifysgol Michigan monolithig LED melyn-gwyrdd-las integredig (Ffig 1). Cyflawnir peirianneg straen drwy ysgythriad ddiamedrau'r nano-colofnau gwahanol.
Ffig. 1. Ddiamedrau'r amrywiol y casgliad nano-golofn dan arweiniad o'r diagram gweithgynhyrchu o'r Top i'r gwaelod
Y gobaith ymchwilwyr i gynhyrchu coch-gwyrdd-las yn arwain yn y dyfodol â chwantwm llewychol 635nm dda, darparu dull ymarferol ar gyfer busnesau micro-arddangosfa yn seiliedig ar picsel hwn dan arweiniad. Mae'r ceisiadau posibl eraill yn cynnwys goleuo, biosensors a geneteg optegol.
Yn ogystal â chymorth o sylfaen gwyddoniaeth Cenedlaethol (NSF), mae Samsung yn cefnogi gweithgynhyrchu a dylunio cyfarpar. Mae ymchwilwyr yn gobeithio datblygu llwyfan LED multicolor sglodion-lefel yn seiliedig ar seilwaith gweithgynhyrchu presennol.
Tyfir deunyddiau epitaxial ar sapphires patrymog Rhif 2 fodfedd drwy anwedd cemegol organig metel dyddodiad (MOCVD). Mae cynnwys y rhanbarth egnïol llewychol 2 5 Mae 5nm InGaN trapiau wedi'u gwahanu gan gât gan 12mf. Mae haen y rhwystr electronig a haen P cyswllt yn cynnwys 20nm gallium nitride (P-al0.2ga0.8N) a 150nm P-gan yn y drefn honno.
Ffurfir y golofn Nano drwy ddefnyddio lithography trawst electron, a defnyddir y mwgwd nicel ar gyfer y broses ysgythru gwlyb a sych cymysg. Rhan fwyaf o'r ysgythru y plasma anwythol cysylltiedig a sych, a defnyddir y cyfnod ysgythru gwlyb i gyflawni y diamedr terfynol a chael gwared difrod o gam ysgythru sych. Dyfnder ysgythru yn ymwneud â 300nm. Yn ystod y broses weithgynhyrchu cyfan, diogelir y mwgwd ysgythru i amddiffyn wyneb P gan.
Ar ôl pherfformiwyd dyddodi gwell plasma anwedd cemegol (PECVD) 50nm silicon nitride, ffurfiwyd y strwythur gan ddefnyddio gwydr wedi'u gorchuddio mewn cylchdro i ynysu rhannau N a P-gan.
Cyrydiad yn sych-math o strwythur gwastad i ddatgelu domen y golofn. Tynnu deunydd mwgwd nicel ag asid nitrig. Mae P cyswllt nicel/aur metallization thermally yn annealed yn yr awyr.
Dengys y perfformiad trydanol y ddyfais gollyngiadau isel o am 3 x 10-7a fesul picsel ar ragfarn gwrthdro 5V. Priodolir y gollyngiadau isel i ddau Mae ffactorau y cwantwm wastad dda darparu presennol effaith gorlenwi'n isel, a chyfyngu ar y cludwr cychwyn straen i Ganolfan nano-colofn. Gellir gwella risg o effaith llai oherwydd mwy o ddwysedd presennol yng ngholofn culach drwy leihau'r straen, gan felly leihau'r cwantwm terfyn "moel effaith" maes trydanol a achosir gan y polareiddio ffi o fondiau cemegol yn y nitride.
Mae y picsel cynnwys colofnau gyda diamedrau gwahanol a lliwiau gwahanol (Ffig 2). Wrth gynyddu y diamedr, tonfedd dod hwy ac amrywiad yn fwy. Priodolodd yr ymchwilwyr y newid cwantwm trwch dda newidiadau ar y wafferi.
JJ sgrin lun 20170916103202. png
Ffig. 2. (a) arweiniodd sbectra electroluminescent tymheredd ystafell las (487nm), gwyrdd (512nm), oren (575nm) a (600nm) golau oren gan 50nm, 100nm a 800nm y colofnau nano diamedr a ffilm tenau picsel.
(b) tonfedd golau a gafwyd gan straen one-dimensional ymlacio theori.
(c) sefyllfa'r prif uchafbwynt o dan amrywiol rhagfarnllyd folteddau.
Gyda chynnydd o foltedd a chwistrellu presennol, dengys nanotiwbiau cul mwy a mwy llac llai symudiad glas tonfedd. symudiad glas picsel Colofn nano diamedr 800nm rhwng 2.8V a 4V yn 40nm. Mae hyn oherwydd y tîm ymchwil yn mynd drwy'r maes foltedd sy'n dibynnu ar straen yn y trap.
Y tîm sefydlog y foltedd tuedd ac wedi newid y dwysedd drwy fodiwleiddio amlder pwls, gan sefydlogi tonfedd allbwn picsel. Trwy arbrawf hwn, dangosir bod pob math o picsel yn rhoi tonfedd Sefydlog a dwysedd cymharol electroluminescence, ac yn y gymhareb ddyletswydd y signal pwls wedi newid bron llinol. Lled curiad y galon yn 400μs. Mae amlder pwls yn amrywio rhwng 200 Hz a 2000 Hz.
