Un nuevo micro diodo emisor de luz (micro-LED) desarrollado en KAUST puede emitir de manera eficiente luz roja pura y puede ayudar en la búsqueda de desarrollar pantallas a todo color basadas en un solo semiconductor.

Los micro-LED son una tecnología prometedora para la próxima generación de pantallas. Tienen la ventaja de ser energéticamente eficientes y muy pequeños. Pero cada LED solo puede emitir luz en una estrecha gama de colores. Una solución inteligente es crear dispositivos que combinen muchos LED diferentes, cada uno emitiendo un color diferente. Se pueden crear micropantallas a todo color combinando rojo, micro-LED verde y azul (RGB). Ahora, un equipo KAUST de Zhe Zhuang, Daisuke Iida y Kazuhiro Ohkawa han trabajado para desarrollar un LED rojo más eficiente.

El color de emisión de un LED está determinado por las propiedades del material del semiconductor. Por ejemplo, Los semiconductores de nitruro se pueden utilizar para hacer micro-LED azules y verdes, mientras que los semiconductores de fosfuro se utilizan para la luz roja. Pero la combinación de diferentes semiconductores de esta manera hace que la construcción de micro-LED RGB sea más difícil y costosa. Además, la eficiencia de los micro-LED de fosfuro se reduce significativamente con la reducción del tamaño del chip.

Se puede crear nitruro de galio indio emisor de luz roja aumentando el contenido de indio de los materiales. Pero esto tiende a reducir la eficiencia del LED resultante porque hay un desajuste entre la separación de átomos en GaN e InGaN, que causa imperfecciones a nivel atómico. Es más, El daño a las paredes laterales de un micro-LED de InGaN inducido durante el proceso de fabricación hace que el nuevo dispositivo sea menos eficiente. "Pero tenemos un tratamiento químico para eliminar el daño y conservar la alta calidad del cristal de la interfaz de pared lateral de InGaN y GaN, "explica Zhuang.

El equipo de Zhang creó y caracterizó una serie de dispositivos cuadrados con una longitud lateral de 98 o 47 micrómetros. Se demostró que sus dispositivos de 47 micrómetros de largo que emiten luz a una longitud de onda máxima de 626 nanómetros tienen una eficiencia cuántica externa (el número de fotones emitidos por el LED por electrón inyectado en el dispositivo) de hasta alrededor del 0,87 por ciento. También, la pureza del color del micro-LED rojo es óptima porque está muy cerca del color rojo primario definido por el estándar industrial conocido como Rec. 2020.

"El siguiente paso es aumentar la eficiencia del micro-LED rojo con tamaños de chip aún más pequeños, tal vez por debajo de 20 micrómetros, ", dice Zhuang." Entonces, esperamos integrar LED basados ​​en nitruro RGB para pantallas a todo color ".