ئەنئەنىۋى LED چىراغلىرى ئۈنۈملۈكلۈك جەھەتتىن ئەلا سۈپەتلىك بولغاچقا، يورۇتۇش ۋە كۆرسىتىش ساھەسىدە ئىنقىلاب پەيدا قىلدى.

ئەنئەنىۋى LED چىرىغىنىڭ ئۈنۈمى، مۇقىملىقى ۋە ئۈسكۈنە چوڭلۇقى جەھەتتىكى ئۈستۈنلۈكى سەۋەبىدىن يورۇتۇش ۋە كۆرسىتىش ساھەسىدە ئىنقىلاب پەيدا قىلدى. LED چىرىغى ئادەتتە يان تەرەپ ئۆلچىمى مىللىمېتىر كېلىدىغان نېپىز يېرىم ئۆتكۈزگۈچ پەردىلەر توپىدىن تەركىب تاپقان بولۇپ، قىزىتىش لامپىسى ۋە كاتود تۇرۇبىسى قاتارلىق ئەنئەنىۋى ئۈسكۈنىلەرگە قارىغاندا خېلىلا كىچىك. قانداقلا بولمىسۇن، يېڭى پەيدا بولۇۋاتقان ئوپتوئېلېكترونلۇق قوللىنىشچان پروگراممىلار، مەسىلەن، مەۋھۇم ۋە كېڭەيتىلگەن رېئاللىق، مىكرون ياكى ئۇنىڭدىن كىچىك چوڭلۇقتىكى LED چىرىغىغا ئېھتىياجلىق. ئۈمىد شۇكى، مىكرو ياكى مىكرون ئاستىدىكى LED چىرىغى (µled چىرىغى) ئەنئەنىۋى LED چىرىغىنىڭ يۇقىرى مۇقىم نۇر چىقىرىش، يۇقىرى ئۈنۈملۈك ۋە يورۇقلۇق، ئىنتايىن تۆۋەن ئېنېرگىيە سەرپىياتى ۋە تولۇق رەڭلىك نۇر چىقىرىش قاتارلىق نۇرغۇن ئۈستۈنلۈك خۇسۇسىيەتلىرىگە ئىگە بولۇپ، كۆلىمى تەخمىنەن مىليون ھەسسە كىچىك بولۇپ، تېخىمۇ ئىخچام ئېكرانلارنى يارىتىشقا شارائىت ھازىرلايدۇ. بۇنداق LED چىرىغى Si دا بىر چىپلىق قىلىپ ئۆستۈرۈلسە ۋە تولۇقلىغۇچى مېتال ئوكسىد يېرىم ئۆتكۈزگۈچ (CMOS) ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلىرى بىلەن بىرلەشتۈرۈلسە، تېخىمۇ كۈچلۈك فوتون توك يولىنىڭ يولىنى ئاچالايدۇ.

قانداقلا بولمىسۇن، ھازىرغىچە بۇنداق µledلار، بولۇپمۇ يېشىلدىن قىزىلغا ئېмиссия دولقۇن ئۇزۇنلۇقى دائىرىسىدە، يەنىلا ئۇچرايدىغان ئەھۋال يوق. ئەنئەنىۋى LED µled ئۇسۇلى InGaN كۋانت قۇدۇقى (QW) پىلاستىنكىلىرىنىڭ مىكرو كۆلەملىك ئۈسكۈنىلەرگە ئويۇش جەريانى ئارقىلىق ئويۇلغان يۇقىرىدىن تۆۋەنگە قاراپ يۈزلىنىدىغان جەريان. نېپىز پىلاستىنكىلىق InGaN QW ئاساسلىق tio2 µledلار InGaN نىڭ نۇرغۇن ئېسىل خۇسۇسىيەتلىرى، مەسىلەن ئۈنۈملۈك توشۇغۇچى توشۇش ۋە كۆرۈنگەن دائىرىدە دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنى تەڭشەش قاتارلىق ئالاھىدىلىكلىرى سەۋەبىدىن كۆپچىلىكنىڭ دىققىتىنى تارتقان بولسىمۇ، ھازىرغىچە ئۇلار يان تامنىڭ چىرىش زەخمىلىنىشى قاتارلىق مەسىلىلەر بىلەن ئازابلىنىپ كەلدى، بۇ ئۈسكۈنە چوڭلۇقى كىچىكلىگەنسىرى ئېغىرلىشىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، قۇتۇپلىشىش مەيدانىنىڭ مەۋجۇت بولۇشى سەۋەبىدىن، ئۇلاردا دولقۇن ئۇزۇنلۇقى/رەڭ مۇقىمسىزلىقى بار. بۇ مەسىلىگە نىسبەتەن، قۇتۇپسىز ۋە يېرىم قۇتۇپلۇق InGaN ۋە فوتون كرىستال بوشلۇقىنىڭ ھەل قىلىش چارىلىرى ئوتتۇرىغا قويۇلدى، ئەمما ئۇلار ھازىرچە قانائەتلىنەرلىك ئەمەس.

«يورۇقلۇق ئىلمى ۋە قوللىنىشچان پروگراممىلىرى» ژۇرنىلىدا ئېلان قىلىنغان يېڭى ماقالىدە، مىچىگان ئۇنىۋېرسىتېتى ئاننابېلنىڭ پروفېسسورى زېتىئان مى باشچىلىقىدىكى تەتقىقاتچىلار بۇ توسالغۇلارنى پۈتۈنلەي يېڭىپ چىقىدىغان مىكرون ئاستىنقى يېشىل LED iii – نىترىدنى ئىجاد قىلدى. بۇ µledلار تاللاش خاراكتېرلىك رايونلۇق پلازما ياردىمىدىكى مولېكۇلا نۇرى ئېپىتاكسىيەسى ئارقىلىق بىرىكتۈرۈلدى. ئەنئەنىۋى يۇقىرىدىن تۆۋەنگە قاراپ ئۇسۇلغا سېلىشتۇرغاندا، بۇ يەردىكى µled ھەر بىرىنىڭ دىئامېتىرى پەقەت 100 دىن 200 نانومېتىرغىچە بولغان بىر قاتار نانو سىملاردىن تەركىب تاپقان بولۇپ، ئۇلار ئون نەچچە نانومېتىر بىلەن ئايرىلغان. بۇ تۆۋەندىن يۇقىرىغا قاراپ ئۇسۇل ئاساسەن يان تامنىڭ چىرىش زىيىنىدىن ساقلايدۇ.

ئۈسكۈنىنىڭ نۇر چىقىرىدىغان قىسمى، يەنى ئاكتىپ رايون دەپمۇ ئاتىلىدۇ، نانو سىم شەكلى بىلەن خاراكتېرلىنىدىغان يادرو قاپاق كۆپ كۋانت قۇدۇقى (MQW) قۇرۇلمىسىدىن تەركىب تاپقان. بولۇپمۇ MQW InGaN قۇدۇقى ۋە AlGaN توسۇقىدىن تەركىب تاپقان. III گۇرۇپپا ئېلېمېنتلىرى ئىندىي، گاللىي ۋە ئاليۇمىننىڭ يان تاملىرىدىكى ئادسورباتسىيە قىلىنغان ئاتوم كۆچۈشىدىكى پەرقلەر سەۋەبىدىن، بىز نانو سىملارنىڭ يان تاملىرىدا، GaN/AlGaN قاپىقى MQW يادروسىنى بۇررىتوغا ئوخشاش ئوراپ تۇرغان جايدا ئىندىينىڭ يوقلۇقىنى بايقىدۇق. تەتقىقاتچىلار بۇ GaN/AlGaN قاپىقىدىكى Al مىقدارىنىڭ نانو سىملارنىڭ ئېلېكترون كىرگۈزۈش تەرىپىدىن تۆشۈك كىرگۈزۈش تەرىپىگىچە ئاستا-ئاستا تۆۋەنلىگەنلىكىنى بايقىدى. GaN ۋە AlN نىڭ ئىچكى قۇتۇپلىشىش مەيدانىدىكى پەرق سەۋەبىدىن، AlGaN قەۋىتىدىكى Al مىقدارىنىڭ بۇنداق ھەجىم گرادىيېنتى ئەركىن ئېلېكترونلارنى قوزغىتىدۇ، بۇ ئېلېكترونلار MQW يادروسىغا ئاسان ئېقىدۇ ۋە قۇتۇپلىشىش مەيدانىنى ئازايتىش ئارقىلىق رەڭ تۇراقسىزلىقىنى پەسەيتىدۇ.

ئەمەلىيەتتە، تەتقىقاتچىلار دىئامېتىرى بىر مىكروندىن كىچىك ئۈسكۈنىلەر ئۈچۈن، ئېلېكتروليۇمىنىسسېنسىيەنىڭ ئەڭ يۇقىرى دولقۇن ئۇزۇنلۇقى ياكى توك كەلتۈرۈپ چىقارغان نۇر چىقىرىشنىڭ توك كىرگۈزۈشتىكى ئۆزگىرىش دەرىجىسى بويىچە ئۆزگەرمەيدىغانلىقىنى بايقىدى. بۇنىڭدىن باشقا، پروفېسسور مى نىڭ گۇرۇپپىسى ئىلگىرى كرېمنىي ئۈستىدە يۇقىرى سۈپەتلىك GaN قاپلىمىلىرىنى يېتىشتۈرۈش ئۇسۇلىنى ئىجاد قىلغان بولۇپ، كرېمنىي ئۈستىدە نانوسىملىق LEDلارنى يېتىشتۈرۈش ئۇسۇلىنى قوللانغان. شۇڭا، µled باشقا CMOS ئېلېكترونلۇق چىراغلىرى بىلەن بىرلەشتۈرۈشكە تەييار Si ئاساسىغا ئورنىتىلىدۇ.

بۇ µled نىڭ نۇرغۇن قوللىنىشچانلىقى بار. چىپتىكى RGB ئېكرانىنىڭ نۇر چىقىرىش دولقۇن ئۇزۇنلۇقى قىزىل رەڭگە كېڭىيىشىگە ئەگىشىپ، ئۈسكۈنە سۇپىسى تېخىمۇ كۈچلۈك بولىدۇ.