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3月21日，浙江大學(xué)宣布了一項(xiàng)重大科研突破。該校光電科學(xué)與工程學(xué)院/海寧國(guó)際聯(lián)合學(xué)院狄大衛(wèi)教授和趙保丹研究員團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出微米和納米鈣鈦礦LED（micro-PeLED和nano-PeLED），并達(dá)到了傳統(tǒng)LED難以觸及的90納米尺寸新極限。這一成果不僅刷新了LED像素尺寸的最小紀(jì)錄，而且在降尺度過(guò)程中僅造成了微弱的性能損耗。 狄大衛(wèi)教授在介紹這項(xiàng)研究時(shí)表示，制造微型鈣鈦礦LED并非易事。傳統(tǒng)的方法是對(duì)頂部和底部的電極接觸進(jìn)行圖案化，用電極重疊的區(qū)域定義發(fā)光像素區(qū)域。然而，這種方法會(huì)使像素邊界處的鈣鈦礦材料暴露在電極邊緣，容易產(chǎn)生非輻射能量損耗，進(jìn)而降低LED的效率。為了克服這一難題，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一套創(chuàng)新的局域接觸工藝。該工藝能夠在附加絕緣層中引入由光刻制作的圖案化窗口，確保像素區(qū)域遠(yuǎn)離電極邊緣，從而有效保證了LED的發(fā)光效率。 研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的micro和nano-PeLED相較于基于III-V族半導(dǎo)體的Micro LED具有顯著優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)Micro LED在尺寸低于10微米時(shí)效率就會(huì)顯著下降，而浙江大學(xué)研發(fā)的鈣鈦礦LED在尺寸減小至約180納米時(shí)才開(kāi)始顯現(xiàn)降尺寸效應(yīng)，此時(shí)的效率仍保持在最高值的50%。更令人矚目的是，論文中所展示的nano-PeLED最小可達(dá)到90納米，這是迄今為止公開(kāi)報(bào)道的最小LED像素。 基于這一突破性技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)建了具有127000 PPI超高分辨率的LED像素陣列，這一分辨率也刷新了所有類型LED陣列的最高紀(jì)錄。狄大衛(wèi)教授表示，這一成果不僅展示了鈣鈦礦LED在微型化方面的巨大潛力，也為未來(lái)超高清顯示技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 談及這一成果的應(yīng)用前景，狄大衛(wèi)教授滿懷信心地表示，研究成果中展示的nano - PeLED（納米鈣鈦礦LED）最小可達(dá)到90納米，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的具有127000 PPI（每英寸像素?cái)?shù)量）超高分辨率的LED像素陣列，創(chuàng)造了所有類型LED陣列最高分辨率的紀(jì)錄。目前，浙大研發(fā)團(tuán)隊(duì)已與杭州領(lǐng)摯科技攜手制作由TFT（薄膜晶體管）背板驅(qū)動(dòng)的有源矩陣micro - PeLED微顯示器原型，該原型能夠呈現(xiàn)復(fù)雜的圖像和視頻，這將大大推動(dòng)下一代光源技術(shù)和AR/VR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)）顯示領(lǐng)域的發(fā)展，讓相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景變得更加豐富多彩。 
此外，浙江大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)還與杭州領(lǐng)摯科技攜手合作，制作了由TFT背板驅(qū)動(dòng)的有源矩陣micro-PeLED微顯示器原型。該原型能夠呈現(xiàn)復(fù)雜的圖像和視頻，展示了鈣鈦礦LED在實(shí)際應(yīng)用中的廣闊前景。狄大衛(wèi)教授指出，微米和納米鈣鈦礦LED在AR/VR顯示等領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用潛力，有望為下一代光源技術(shù)和顯示技術(shù)帶來(lái)革命性變革。 這項(xiàng)研究成果已于近日以“Downscaling micro- and nano-perovskite LEDs”為題發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《自然》上，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。審稿人對(duì)論文背后巨大的工作量表示贊嘆，認(rèn)為這一成果集合了所有主要作者所掌握的關(guān)鍵技術(shù)，是團(tuán)隊(duì)智慧和努力的結(jié)晶。 |
