LED แบบดั้งเดิมได้ปฏิวัติวงการแสงสว่างและจอแสดงผล เนื่องจากประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในแง่ของประสิทธิภาพ

LED แบบดั้งเดิมได้ปฏิวัติวงการแสงสว่างและจอแสดงผล เนื่องจากประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในแง่ของประสิทธิภาพ ความเสถียร และขนาดอุปกรณ์โดยทั่วไปแล้ว LED จะเป็นกองฟิล์มเซมิคอนดักเตอร์บางๆ ที่มีขนาดด้านข้างเป็นมิลลิเมตร ซึ่งเล็กกว่าอุปกรณ์ทั่วไป เช่น หลอดไส้และหลอดแคโทดมากอย่างไรก็ตาม แอปพลิเคชันออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่เกิดขึ้นใหม่ เช่น ความเป็นจริงเสมือนและความเป็นจริงเสริม ต้องใช้ LED ที่มีขนาดไมครอนหรือน้อยกว่าความหวังก็คือ LED ระดับไมโครหรือซับไมครอน (µled) ยังคงมีคุณสมบัติที่เหนือกว่าหลายประการที่ไฟ LED แบบดั้งเดิมมีอยู่แล้ว เช่น การเปล่งแสงที่เสถียรสูง ประสิทธิภาพและความสว่างสูง การใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษ และการปล่อยสีเต็มรูปแบบ ในขณะที่มีพื้นที่เล็กกว่าประมาณล้านเท่า ทำให้สามารถแสดงผลที่มีขนาดกะทัดรัดยิ่งขึ้นชิปนำดังกล่าวสามารถปูทางไปสู่วงจรโฟโตนิกที่ทรงพลังยิ่งขึ้นได้ หากสามารถปลูกฝังชิปตัวเดียวบน Si และรวมเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์ (CMOS) เสริม

อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ µled ดังกล่าวยังคงเข้าใจยาก โดยเฉพาะในช่วงความยาวคลื่นการปล่อยก๊าซสีเขียวถึงสีแดงวิธีการนำ µ-led แบบเดิมเป็นกระบวนการจากบนลงล่างซึ่งฟิล์ม InGaN ควอนตัมหลุม (QW) ถูกแกะสลักลงในอุปกรณ์ขนาดเล็กผ่านกระบวนการแกะสลักในขณะที่ tio2 µled ที่ใช้ฟิล์มบาง InGaN QW ดึงดูดความสนใจเป็นอย่างมาก เนื่องจากคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมหลายประการของ InGaN เช่น การเคลื่อนย้ายพาหะที่มีประสิทธิภาพและการปรับความยาวคลื่นตลอดช่วงที่มองเห็นได้ จนถึงขณะนี้ปัญหาเหล่านี้ประสบปัญหา เช่น ผนังด้านข้าง ความเสียหายจากการกัดกร่อนที่แย่ลงเมื่อขนาดอุปกรณ์ลดลงนอกจากนี้ เนื่องจากมีสนามโพลาไรซ์ จึงมีความไม่เสถียรของความยาวคลื่น/สีสำหรับปัญหานี้ มีการเสนอวิธีแก้ปัญหา InGaN ที่ไม่ใช่ขั้วและกึ่งขั้วและโพรงคริสตัลโฟโตนิก แต่ก็ยังไม่เป็นที่น่าพอใจในปัจจุบัน

ในบทความใหม่ที่ตีพิมพ์ใน Light Science and Applications นักวิจัยที่นำโดย Zetian Mi ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยมิชิแกน Annabel ได้พัฒนา LED สีเขียวระดับ submicron iii - nitride ที่สามารถเอาชนะอุปสรรคเหล่านี้ได้ทุกครั้งµled เหล่านี้ถูกสังเคราะห์โดย epitaxy ลำแสงโมเลกุลที่ได้รับความช่วยเหลือจากพลาสมาในระดับภูมิภาคแบบเลือกสรรตรงกันข้ามกับวิธีการจากบนลงล่างแบบดั้งเดิม µled ที่นี่ประกอบด้วยเส้นลวดนาโนหลายเส้น โดยแต่ละเส้นมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 100 ถึง 200 นาโนเมตร โดยคั่นด้วยสิบนาโนเมตรวิธีการจากล่างขึ้นบนนี้หลีกเลี่ยงความเสียหายจากการกัดกร่อนของผนังด้านข้างเป็นหลัก

ส่วนที่เปล่งแสงของอุปกรณ์หรือที่เรียกว่าบริเวณแอคทีฟนั้นประกอบด้วยโครงสร้างหลุมควอนตัมหลายหลุม (MQW) core-shell ที่มีลักษณะทางสัณฐานวิทยาของเส้นลวดนาโนโดยเฉพาะอย่างยิ่ง MQW ประกอบด้วยหลุม InGaN และสิ่งกีดขวาง AlGaNเนื่องจากความแตกต่างในการเคลื่อนย้ายอะตอมที่ถูกดูดซับของธาตุกลุ่ม III อินเดียม แกลเลียม และอะลูมิเนียมบนผนังด้านข้าง เราพบว่าอินเดียมหายไปบนผนังด้านข้างของเส้นลวดนาโน โดยที่เปลือก GaN/AlGaN ห่อหุ้มแกน MQW เหมือนเบอร์ริโตนักวิจัยพบว่าปริมาณ Al ของเปลือก GaN/AlGaN นี้ค่อยๆ ลดลงจากด้านการฉีดอิเล็กตรอนของเส้นลวดนาโนไปจนถึงด้านการฉีดของรูเนื่องจากความแตกต่างในฟิลด์โพลาไรเซชันภายในของ GaN และ AlN การไล่ระดับปริมาตรของปริมาณ Al ในชั้น AlGaN จะกระตุ้นให้เกิดอิเล็กตรอนอิสระ ซึ่งไหลเข้าสู่แกน MQW ได้ง่าย และบรรเทาความไม่เสถียรของสีโดยการลดสนามโพลาไรเซชัน

ในความเป็นจริง นักวิจัยได้พบว่าสำหรับอุปกรณ์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 1 ไมครอน ความยาวคลื่นสูงสุดของอิเล็กโตรลูมิเนสเซนซ์ หรือการแผ่รังสีที่เกิดจากกระแสไฟฟ้า จะยังคงคงที่ตามลำดับความสำคัญของการเปลี่ยนแปลงในการฉีดกระแสไฟฟ้านอกจากนี้ ทีมงานของศาสตราจารย์ Mi ยังได้พัฒนาวิธีการในการปลูกสารเคลือบ GaN คุณภาพสูงบนซิลิคอน เพื่อสร้างเส้นลวดนาโนบนซิลิคอนดังนั้น µled จึงตั้งอยู่บนซับสเตรต Si ที่พร้อมสำหรับการรวมเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ CMOS อื่นๆ

µled นี้มีการใช้งานที่เป็นไปได้มากมายอย่างง่ายดายแพลตฟอร์มอุปกรณ์จะมีความแข็งแกร่งมากขึ้นเมื่อความยาวคลื่นที่ปล่อยออกมาของจอแสดงผล RGB ในตัวบนชิปขยายเป็นสีแดง