近期，浙江大學(xué)狄大衛(wèi)教授&趙保丹教授團(tuán)隊(duì)以“Downscaling micro- and nano-perovskite LEDs”為題的論文發(fā)表在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊Nature上。該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了微米和納米鈣鈦礦LED（micro-和nano-PeLED），這些器件的像素尺寸從數(shù)百微米到90納米，創(chuàng)造了迄今為止報(bào)道的最小的LED像素。同時(shí)，創(chuàng)建的具有127,000PPI超高分辨率的LED像素陣列，也創(chuàng)造了所有類型LED陣列的最高分辨率紀(jì)錄。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-08685-w

    論文研究?jī)?nèi)容及亮點(diǎn)

    Micro-LED的發(fā)明被認(rèn)為是顯示器的“終極技術(shù)”，然而，micro-LED的制造成本非常高，并且當(dāng)其減小到約10微米或更小時(shí)，它們的效率會(huì)急劇下降，這阻礙了其在大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用中的潛力。在此基礎(chǔ)上，浙江大學(xué)狄大衛(wèi)教授&趙保丹教授團(tuán)隊(duì)提出微型鈣鈦礦LED（micro-PeLED）與納米鈣鈦礦LED（nano-PeLED）的概念，探索傳統(tǒng)LED難以達(dá)到的新尺寸極限。

圖：紅光和綠光micro/nano-PeLED像素陣列

    該團(tuán)隊(duì)提出了一種局域接觸工藝。在附加的絕緣層中引入了由光刻制作的圖案化窗口，以確保像素區(qū)域遠(yuǎn)離電極邊緣。這種方法將避免鈣鈦礦材料因易暴露在電極邊緣，產(chǎn)生非輻射能量損耗，從而使LED效率降低。

    基于該策略，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的綠色和近紅外鈣鈦礦LED，降尺寸效應(yīng)在約180納米的極小尺寸才開始顯現(xiàn)，這時(shí)nano-PeLED的效率降低至最高值的50%。這表明在超小尺寸范疇，micro和nano-PeLED比基于III-V族半導(dǎo)體的micro-LED效率更高，后者在尺寸低于10微米時(shí)效率顯著下降。

圖：Micro/nano-PeLED與其他LED技術(shù)的比較

    該鈣鈦礦LED通過與領(lǐng)摯科技的TFT陣列顯示芯片，以及后端陣列驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成，構(gòu)建了有源矩陣micro-PeLED微顯示器原型，能夠呈現(xiàn)復(fù)雜的圖像和視頻，實(shí)現(xiàn)了其顯示性能以及落地應(yīng)用的驗(yàn)證。

圖：有源矩陣micro-PeLED微顯示器呈現(xiàn)的視頻與圖像

    上述工作中所用到的TFT陣列顯示芯片，支持鈣鈦礦、QLED、OLED等多種顯示材料，搭配后端陣列驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)后，即可實(shí)現(xiàn)圖片及視頻的點(diǎn)亮。此外，還提供芯片及系統(tǒng)定制服務(wù)，可根據(jù)客戶需求調(diào)整芯片的像素尺寸、分辨率，系統(tǒng)的刷新率等多項(xiàng)規(guī)格，進(jìn)一步提升驗(yàn)證效果。