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浙江大学光电科学与工程学院团队通过新型半导体技术,成功研制出微米和纳米级别的钙钛矿LED,像素尺寸达到90纳米,刷新了传统LED的极限。这一突破性成果已发表于《自然》期刊,为超高清、超高精度光电显示提供了可能。

近日,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和赵保丹研究员团队,通过创新半导体技术,成功研制出微米和纳米级别的钙钛矿LED,刷新了传统LED的像素尺寸极限,达到了难以企及的90纳米。这项突破性的研究成果已发表于权威学术期刊《自然》。

据狄大卫教授介绍,LED作为半导体发光材料为核心的二极管元件,通过电致发光原理,直接将电能转化为光能。不同半导体材料能发出不同波长的光,从而制作出多彩的LED。这一机制是LED技术的核心。

LED的商业化应用已十分广泛,从传统的室内外照明、车灯、交通指示灯,到新兴的OLED显示设备,以及头戴式虚拟现实(VR)、增强现实(AR)技术中的micro-LED,都展示了LED技术的多样性和创新性。

然而,随着LED尺寸的缩小,制造难度和成本急剧上升,同时发光效率也会大幅下降,这限制了超高清、超高精度光电显示的大规模应用。针对这一问题,浙江大学团队提出了“微型钙钛矿LED”概念,通过材料和工艺创新,有效保证了LED的发光效率,成功制造出像素尺寸从数百微米到90纳米的钙钛矿LED。

研究团队在2021年首次提出该概念后,不断取得突破。2022年展示了超稳定的钙钛矿LED;2024年将亮度提高到创纪录的116万尼特;今年,在微型化方面再次取得重大进展。

研究人员指出,传统微米LED在尺寸低于10微米时效率已大幅下降,而钙钛矿LED在180纳米左右才开始显现降尺寸效应,展现出巨大优势。

要使这一成果应用于实际显示器件,还需与产业界合作,通过可编程电路驱动LED阵列传达信息。

(文章来源:人民日报)