浙江大学研发突破:微米与纳米钙钛矿LED,引领显示技术新纪元
大浪资讯 —— 2023年3月21日,浙江大学传来重磅消息,该校研究团队在LED技术领域取得了重大突破,成功研发出微米和纳米级的钙钛矿LED,其尺寸达到了令人瞩目的90纳米,这一成就超越了传统LED的极限,同时,在降尺度过程中,性能损耗极小。
研究成果发表在《自然》杂志
相关研究成果已经在《自然》杂志上发表,论文标题为“Downscaling micro- and nano-perovskite LEDs”,国际 DOI 编号为10.1038/s41586-025-08685-w。
降尺度技术革新,Micro LED迈向“终极技术”
“降尺度”在电子科学中指的是缩小基本器件尺寸的过程,这一技术革新正推动着计算机科学、信息显示和人机交互等领域的技术进步。Micro LED作为降尺度LED的代表,通过缩小尺寸,实现了超高清、超高精度的光电显示。
钙钛矿LED:新型光源,色彩与效率双重优势
钙钛矿LED作为一种新型光源,在显示、照明和通讯等领域展现出巨大的应用潜力,尤其在色彩纯度和色域宽度上具有显著优势。浙江大学光电科学与工程学院/海宁国际联合学院狄大卫教授领导的团队,受三五族半导体Micro LED微型化研究的启发,开始研发用于未来显示技术的更小尺寸的钙钛矿LED。
微型化挑战与突破
狄大卫教授介绍,微型化钙钛矿LED的研究并非易事,传统的光刻工艺会破坏钙钛矿材料。团队通过设计一套局域接触工艺,在附加绝缘层中引入光刻图案化窗口,确保像素区域远离电极边缘,有效避免了非辐射能量损耗,提升了LED效率。
极小尺寸,极致效率
这一工艺使得团队能够制造出从数百微米到90纳米尺寸的钙钛矿LED。赵保丹指出,对于绿色和近红外钙钛矿LED,当像素尺寸在数百微米到3.5微米范围内时,外量子效率均保持在20%左右。
与传统Micro LED相比,优势显著
相较于基于III-V族半导体的Micro LED,浙江大学团队开发的micro和nano-PeLED在极小尺寸下展现出显著优势。当尺寸降至180纳米时,效率降低至最高值的50%,而传统Micro LED在尺寸低于10微米时效率已显著下降。
超高分辨率,记录新标杆
狄大卫教授表示,论文中展示的nano-PeLED最小可达到90纳米,是目前报道的最小LED像素。基于此,团队创建的具有127000 PPI超高分辨率的LED像素阵列,也刷新了所有类型LED阵列最高分辨率的纪录。
微显示器原型,推动技术应用
值得一提的是,团队与杭州领挚科技合作,制作了由TFT背板驱动的有源矩阵micro-PeLED微显示器原型,能够呈现复杂的图像和视频,目前正积极推动这一技术的应用。
结语:浙江大学的研究成果不仅推动了LED技术的发展,也为未来显示技术带来了新的可能性。随着技术的不断进步,我们有理由期待,这些创新将极大地丰富我们的视觉体验。