新型半导体技术造就世界最小LED

记者20日从浙江大学获悉，该校光电科学与工程学院/海宁国际联合学院狄大卫教授和赵保丹研究员团队，成功研发出微米和纳米钙钛矿LED，其降尺寸过程仅造成微弱的性能损耗。其中，最小尺寸仅为90纳米的纳米钙钛矿LED，为迄今为止公开报道的最小LED像素。相关研究论文发表在《自然》上。

“降尺度”在电子科学中特指缩小基本器件尺寸的过程。随着信息技术的发展，器件微型化成为科学家追求的目标。狄大卫介绍，目前世界最先进的显示技术是基于Ⅲ-V族半导体的微型发光二极管，可实现超高清、超高精度的光电显示。但受限于复杂的工艺技术，微型发光二极管制造成本极高，当像素尺寸减小到约10微米或更小时，效率会急剧下降。

从Ⅲ-V族半导体的微型发光二极管的微型化研究中获得启发，狄大卫团队开始研制用于未来显示技术的更小的钙钛矿LED，于2021年首次提出“微型钙钛矿LED”概念，并获得国家与国际专利。用传统光刻工艺制造微型钙钛矿LED会破坏钙钛矿材料，为此，研究团队设计出一套局域接触工艺，通过光刻制作的图案化窗口确保像素区域远离电极边缘，能够制造像素尺寸从数百微米到90纳米的钙钛矿LED，同时保证了LED的发光效率。

据了解，研究团队开发的微米和纳米钙钛矿LED在尺寸减小至约180纳米时才开始显现降尺寸效应，效率降低至最高值的50%。狄大卫表示，团队已与杭州领挚科技合作，制作了由TFT背板驱动的有源矩阵微米LED微显示器原型，能够呈现复杂图像和视频。微米和纳米钙钛矿LED在AR/VR显示等领域具有巨大应用潜力。