Въз основа на технологията на галиев нитрид и съществуващите производствени мощности, щамът инженеринг може да осигури възможен метод за микро-дисплей.
На базата на инженерството на щам на индий галиев нитрид (InGaN) Множество квантови кладенци, Университетът в Мичиган е разработил монолитен интегриран кехлибар-зелен син LED (фиг. 1). Инженерът на щама се постига чрез оформяне на различни диаметри на нано-колоните.
Фигура 1. Различните диаметри на матрицата с нано-колони от схемата за производство отгоре-надолу
Изследователите се надяват да произвеждат червено-зелено-синьо в бъдеще с 635 nm светлинен квантов кладенец, осигуряващ жизнеспособен метод за микро-дисплей на базата на този пиксел. Други потенциални приложения включват осветление, биосензор и оптична генетика.
В допълнение към подкрепата на Националната научна фондация (NSF), Samsung подкрепя производството и оборудването. Изследователите се надяват да разработят многоцветна LED платформа на ниво чип, базирана на съществуващата производствена инфраструктура.
Епитаксиалните материали се отглеждат върху 2-инчови не-шарени сапфири посредством метално-органично химично изпаряване на пари (MOCVD). Светещата активна област се състои от 5 2 5nm InGaN капани, разделени от порта 12nm gan. Електронният бариерен слой и P-контактният слой са съставени от 20 nm галиев нитрид (P-al0.2ga0.8N) и 150 nm P-gan.
Нано-колоната се формира чрез използване на литография с електронен лъч, а маската на никела се използва за смесения процес на мокро и сухо ецване. По-голямата част от оформянето е суха индуктивно свързана плазма и фазата на влажно ецване се използва за постигане на крайния диаметър и за отстраняване на щетите от стъпката на сухо ецване. Дълбочината на оформяне е около 300 nm. По време на целия производствен процес маската за ецване е защитена, за да защити повърхността на P-gan.
След плазмено-химичното изпаряване на пари (PECVD) от 50 nm силициев нитрид, структурата се образува чрез използване на ротационно покрито стъкло за изолиране на N и Р-gan части.
Суха корозия на плоската конструкция за излагане на върха на колоната. Махнете материала на маската от никел с разтвор на азотна киселина. P-контакт Никел / злато метализация е термично отгрят във въздуха.
Електрическите характеристики на устройството показват ниско изтичане от около 3х10-7а на пиксел при 5V обратна пристрастия. Ниският изтичане се дължи на два фактора - сплесканият квантов кладенец осигурява нисък токов ефект на натрупване и ограничаването на носещия щам носител до центъра на нано-колоната. Рискът от намален ефект поради по-голямата плътност на тока в по-тясна колона може да бъде подобрен чрез намаляване на напрежението, като по този начин се намали квантовата граница "ярко въздействие" на електрическото поле, причинено от поляризацията на заряда на химическите връзки в нитрид.
Пикселите се състоят от колони с различни диаметри и различни цветове (фиг. 2). Тъй като диаметърът се увеличава, дължината на вълната става по-дълга и вариацията е по-голяма. Изследователите приписват промяната на промените в дебелината на квантовата ямка на вафлата.
QQ снимка 20170916103202. png
Фигура 2. (а) електролуминесцентни спектри на стайна температура от Синьо (487 nm), Зелено (512 nm), Оранжево (575 nm) и Амбър (600 nm) светлина получени от 50 nm, 100 nm и 800 nm диаметър нано колони и тънък филм.
(b) Дължината на вълната на светлината, получена от теорията за едномерно отслабване на напрежението.
в) Позицията на основния пик при различни напрежения с предубеждение.
С увеличаването на напрежението и текущата инжекция, все повече и повече свободни тесни нанотръби също показват по-малка дължина на вълната синьо преместване. 800nm диаметър нано колона пиксел синьо преместване между 2.8V и 4V е 40nm. Това се дължи на това, че изследователският екип пресява напрежението в напрежението в напрежението.
Екипът фиксира напрежението на пристрастие и променя интензитета чрез импулсна честотна модулация, като по този начин стабилизира дължината на вълната на изхода на пиксела. Чрез този експеримент се показва, че всички типове пиксели дават стабилна дължина на вълната и относителна интензивност на електролуминесценцията, а дежурното съотношение на импулсния сигнал се променя почти линейно. Ширината на импулса е 400 μs. Честотата на импулсите варира между 200Hz и 2000Hz.
