Gallium nitridi texnologiyasi va mavjud ishlab chiqarish ob'ektlari asosida chidamli muhandislik mikro-displey uchun qulay usulni ta'minlaydi.
Indiy galyum nitridi (InGaN) Ko'p kvantli quduqlarning chidamliligi asosida Michigan universiteti monolitik birlashtirilgan amber-yashil-ko'k LEDni ishlab chiqdi (1-rasm). Chaynash muhandisligi nano-ustunlarning turli diametrlarini o'stirish orqali erishiladi.
1-rasm. Yuqoridan pastga ishlab chiqarish sxemasidan nano-ustunli qatorning turli diametrlari
Tadqiqotchilar kelajakda 635 nm yorug'lik kvant quduqlari bilan qizil-yashil-ko'k rangli kashshof ishlab chiqarishni umid qilmoqdalar, bu esa ushbu piksel asosida olib borilgan mikro-displey uchun mos usul yaratdi. Boshqa potentsial dasturlar orasida yorug'lik, biosensorlar va optik genetika mavjud.
Milliy Fan fondi (NSF) ning qo'llab-quvvatlashiga qaramay, Samsung ishlab chiqarish va jihozlarni loyihalashtirishni qo'llab-quvvatlaydi. Tadqiqotchilar mavjud ishlab chiqarish infratuzilmasiga asoslangan chip darajali rangli LED platformasini ishlab chiqishni umid qilmoqdalar.
Epitaksiyaviy materiallar 2-dyuymli naqshsiz sapfirlarda metall-organik kimyoviy bug'lar birikmasi (MOCVD) orqali o'stiriladi. Yorug 'faol mintaqa 12nm eshik bilan ajratilgan 5 2 5nm InGaN tuzoqlaridan iborat. Elektron bariyer qatlami va P-kontakt qatlami 20 nol galli nitrit (P-al0.2ga0.8N) va 150nm P-gandan iborat.
Nano-kolon elektron nurlari litografiyasi yordamida hosil qilinadi va nikel niqob aralash ho'l va quruq payvandlash jarayonida qo'llaniladi. Kuyishning ko'p qismi quruq indüktiv ravishda bog'langan plazma bo'lib, oxirgi diametrga erishish va quruq shikastlanish bosqichida zararni bartaraf etish uchun namlash bosqichi qo'llaniladi. Kuyish chuqurligi taxminan 300nm. Barcha ishlab chiqarish jarayoni davomida, aşınma niqobi P-gan sirtini himoya qilish uchun himoyalangan.
50 nm silikon nitridi plazma bilan mustahkamlangan kimyoviy bug 'cho'kindi (PECVD) bajarilgandan so'ng, N va P-gan qismlarini ajratish uchun aylanuvchi qoplangan shisha yordamida tuzilgan.
Kolonning uchini ochish uchun tekis strukturaning quruq korroziyasi. Nikel niqobini moddasini nitrat kislota eritmasi bilan chiqarib oling. P-Kontakt Nikel / oltin metallizatsiyasi havoda termal tavlantiriladi.
Qurilmaning elektr ishlashi, 5V teskarisida teskari biosda piksel boshiga taxminan 3x10-7a oqimining pastligini ko'rsatadi. Kam oqish ikki omilga bog'liq - tekislashgan kvantli quduq pastki oqim ta'sirini ta'minlaydi va shtam-tashabbuskor tashuvchini nano-ustun markaziga cheklashni ta'minlaydi. Yana tor koloniyada katta oqim zichligi tufayli kam ta'sir qilish xavfi kuchlanishni kamaytirish orqali yaxshilanishi mumkin, bu esa nitrit ichidagi kimyoviy bog'lanishlarning polarizatsiyasi natijasida hosil bo'lgan elektr maydonining kvant limitini "kattaroq ta'sir" ni kamaytiradi.
Piksellar turli diametrli va turli rangdagi ustunlar (2-rasm). Diametri oshgani sayin to'lqin uzunligi uzoqlashadi va o'zgarish katta bo'ladi. Tadqiqotchilar bu o'zgarishni gofretdagi kvant qoldig'ining o'zgarishi bilan izohlashdi.
QQ ekrani 20170916103202. png
2-rasm. (A) 50nm, 100nm va 800nm diametrli nano-ustunlar va nozik kinolardan olingan pushti ranglardan olingan Blue (487nm), Green (512nm), Orange (575nm) va Amber (600nm) nurlarining xona harorati elektroluminesans spektrlari.
(b) Bir o'lchovli stressni yengish nazariyasi yordamida olingan nurning to'lqin uzunligi.
(c) Turli taraflama keskinliklar ostida asosiy tepalikning holati.
Voltaj va oqim in'ektsiyasi ortib borayotganligi sababli, ko'proq tor nanotubalar ham to'lqin to'lqinli ko'k siljishni ko'rsatadi. 800nm diametrli nanoSIM ustunli pikselli ko'k rang 2.8V va 4V orasida 40nm. Bu tadqiqot guruhi tuzoqqa chidamli kuchlanish maydonini tekshirishga bog'liq.
Guruh bios voltajini aniqladi va puls chastotali modulyatsiya orqali zo'ravonlikni o'zgartirdi, shu bilan pikselning chiqish to'lqin uzunligini barqarorlashtirdi. Ushbu tajriba yordamida barcha piksel turlarining to'lqin uzunligi va nisbiy elektroluminesans zichligi va puls signalining ish nisbati deyarli doğrusal ravishda o'zgarganligi ko'rsatilgan. Darbeli kengligi 400 miks. Pulse chastotasi 200Hz va 2000Hz oralig'ida o'zgaradi.
