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清华联合凝聚态实验室提升红光Micro LED微显示性能

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清华联合凝聚态实验室提升红光Micro LED微显示性能

清华联合凝聚态实验室提升红光Micro LED微显示性能

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2023-12-22

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导读：点击查看详情 >

12月21日消息，清华大学与中国北京凝聚态物理国家实验室宣布，研究团队通过使用独立式氮化镓衬底（freestanding gallium nitride substrates (FGS)），提升了红光氮化镓 (InGaN)Micro LED器件的效率和阵列均匀性。研究人员声称，这是首个蚀刻定义台面尺寸小于5μm的InGaN红光Micro LED。

InGaN红光Micro LED外延结构

论文指出，InGaN与传统的红光LED材料AlInGaP相比，优势包括更容易与绿光和蓝光InGaN LED集成，并且由于InGaN材料的载流子向侧壁缺陷的迁移较少，因此可更好地缩小Micro LED器件尺寸。

尽管此前InGaN材料难以实现红光Micro LED高效率发光，但近年来在LED行业的努力下，InGaN材料红光Micro LED在微型显示器上逐渐得到应用，例如在军用飞机飞行员头盔中的平视显示器（HUD），以及用于AR/VR眼镜设备等。

但超小尺寸InGaN红光Micro LED仍难以满足小尺寸和高电流密度微显示产品所需求的发光波长和效率。

Micro LED阵列电流密度、亮度发布对比

针对InGaN红光Micro LED的性能问题，研究团队展示了基于独立式GaN基板打造了尺寸为1–20μm的InGaN 红光Micro LED，与传统蓝宝石基板上生长的Micro LED 相比，其铟的掺入量有所提高。

实验结果显示，在1μm的尺寸下，InGaN红光Micro LED在50A/cm² 的电流密度下实现了0.86%的外量子效率（晶圆上）和613.6nm的波长。

此外，在GaN衬底上生长的1μm Micro LED阵列，其发射均匀性明显优于蓝宝石衬底上生长的阵列。研究团队表示，这些结果表明，独立式GaN衬底有利于提高红光InGaN Micro LED的性能。

LEDinside

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王春胜 Perry Wang

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