闽都创新实验室基于非辐射能量转移机制实现Micro-LED颜色转换效率的提升

   基于颜色转换量子点（QDs）的混合型氮化镓Micro-LED已经成为下一代显示器件的研究热点，但在传统应用方式中，QDs置于LED表面，光经有源区发出，逃逸到LED表面再被QDs吸收转化为其他波长光发射这一过程，其中不可避免的有许多能量损失，色彩转换效率不高，造成了能量的较大浪费。

　　闽都创新实验室孙捷研究员和严群研究员团队提出一种基于非辐射能量转移机制的颜色转换方法，最大限度内地避免了能量在颜色转换过程中的浪费，大大提升了混合型Micro-LED颜色转换效率。其具体方式为（见上图中的样品示意图c，其余两个样品为对比样品），首先使用纳米压印技术在LED表面压印出阵列纳米孔结构，并采用等离子体刻蚀使纳米孔深入有源区，最后将QDs填充到纳米孔当中，使其与LED量子阱进行无距离接触。通过与传统的表面式混合Micro-LED相比，此方式所制备的器件颜色转换效率增加110%，这为非辐射能量转移在量子点混合Micro-LED显示应用方面提供了借鉴，有望打开新的窗口（结果见下图）。之前，还未见到将此机制应用于氮化镓Micro-LED上用于提高颜色转化效率的报道。由于此机制需要深刻蚀孔洞至有源区，必然需要损失掉部分有源区面积，而Micro-LED的面积本来就非常小，所以此机制是否适用于这么小面积的LED一直是一个未解之谜，闽都创新实验室的此项成果在很大程度上打消了人们的这一困惑。接下来，该团队正在继续优化实验方案和结果，以求不仅提高颜色转换效率，还要提高量子效率。相关成果以全文形式表在微电子领域权威期刊IEEE Electron Device Letters（DOI:10.1109/LED.2021.3089580）上，博士生杜在发和李典伦为该论文第一作者，孙捷教授为通讯作者。

　　文章链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9455388 

　　（严群、孙捷研发团队供稿）