पारंपारिक एलईडीने त्यांच्या कार्यक्षमतेच्या उत्कृष्ट कामगिरीमुळे प्रकाश आणि प्रदर्शनाच्या क्षेत्रात क्रांती घडवून आणली आहे.

पारंपारिक एलईडीने कार्यक्षमता, स्थिरता आणि उपकरणाच्या आकाराच्या बाबतीत त्यांच्या उत्कृष्ट कामगिरीमुळे प्रकाश आणि प्रदर्शनाच्या क्षेत्रात क्रांती घडवून आणली आहे. एलईडी हे सामान्यतः पातळ अर्धवाहक फिल्म्सचे स्टॅक असतात ज्यांचे पार्श्व परिमाण मिलिमीटर असतात, जे इनकॅन्डेसेंट बल्ब आणि कॅथोड ट्यूब सारख्या पारंपारिक उपकरणांपेक्षा खूपच लहान असतात. तथापि, व्हर्च्युअल आणि ऑगमेंटेड रिअॅलिटी सारख्या उदयोन्मुख ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगांना मायक्रॉन किंवा त्यापेक्षा कमी आकाराचे एलईडी आवश्यक असतात. आशा अशी आहे की मायक्रो - किंवा सबमायक्रॉन स्केल एलईडी (μleds) मध्ये पारंपारिक एलईडीमध्ये आधीच असलेले अनेक उत्कृष्ट गुण आहेत, जसे की अत्यंत स्थिर उत्सर्जन, उच्च कार्यक्षमता आणि चमक, अल्ट्रा-लो पॉवर वापर आणि पूर्ण-रंग उत्सर्जन, क्षेत्रफळात सुमारे दहा लाख पट लहान असताना, अधिक कॉम्पॅक्ट डिस्प्लेसाठी परवानगी देते. अशा एलईडी चिप्स अधिक शक्तिशाली फोटोनिक सर्किट्ससाठी मार्ग मोकळा करू शकतात जर ते Si वर सिंगल-चिप वाढवता आले आणि पूरक मेटल ऑक्साईड सेमीकंडक्टर (CMOS) इलेक्ट्रॉनिक्ससह एकत्रित केले गेले.

तथापि, आतापर्यंत, अशा μleds अप्राप्य राहिले आहेत, विशेषतः हिरव्या ते लाल उत्सर्जन तरंगलांबी श्रेणीमध्ये. पारंपारिक led µ-led दृष्टिकोन ही एक टॉप-डाऊन प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये InGaN क्वांटम वेल (QW) फिल्म्स एचिंग प्रक्रियेद्वारे मायक्रो-स्केल डिव्हाइसेसमध्ये कोरल्या जातात. पातळ-फिल्म InGaN QW-आधारित tio2 µleds ने InGaN च्या अनेक उत्कृष्ट गुणधर्मांमुळे, जसे की कार्यक्षम वाहक वाहतूक आणि दृश्यमान श्रेणीमध्ये तरंगलांबी ट्यूनबिलिटीमुळे बरेच लक्ष वेधले आहे, परंतु आतापर्यंत ते साइड-वॉल गंज नुकसान सारख्या समस्यांनी त्रस्त आहेत जे डिव्हाइस आकार कमी होत असताना खराब होते. याव्यतिरिक्त, ध्रुवीकरण क्षेत्रांच्या अस्तित्वामुळे, त्यांच्यात तरंगलांबी/रंग अस्थिरता आहे. या समस्येसाठी, नॉन-पोलर आणि सेमी-पोलर InGaN आणि फोटोनिक क्रिस्टल कॅव्हिटी सोल्यूशन्स प्रस्तावित केले आहेत, परंतु सध्या ते समाधानकारक नाहीत.

लाईट सायन्स अँड अॅप्लिकेशन्समध्ये प्रकाशित झालेल्या एका नवीन पेपरमध्ये, मिशिगन विद्यापीठातील प्राध्यापक अ‍ॅनाबेल झेटियन मी यांच्या नेतृत्वाखालील संशोधकांनी सबमायक्रॉन स्केल ग्रीन एलईडी iii - नायट्राइड विकसित केले आहे जे या अडथळ्यांवर एकदा आणि कायमचे मात करते. हे μled निवडक प्रादेशिक प्लाझ्मा-सहाय्यित आण्विक बीम एपिटॅक्सीद्वारे संश्लेषित केले गेले होते. पारंपारिक टॉप-डाउन दृष्टिकोनाच्या अगदी उलट, येथे μled मध्ये नॅनोवायरचा एक अॅरे असतो, प्रत्येक व्यास फक्त 100 ते 200 एनएम असतो, जो दहा नॅनोमीटरने विभक्त केला जातो. हा तळाशी-वरचा दृष्टिकोन मूलतः बाजूकडील भिंतीच्या गंजाचे नुकसान टाळतो.

या उपकरणाचा प्रकाश उत्सर्जक भाग, ज्याला सक्रिय क्षेत्र म्हणूनही ओळखले जाते, तो नॅनोवायर आकारविज्ञानाने वैशिष्ट्यीकृत कोर-शेल मल्टिपल क्वांटम वेल (MQW) संरचनांनी बनलेला आहे. विशेषतः, MQW मध्ये InGaN विहीर आणि AlGaN अडथळा असतो. बाजूच्या भिंतींवर ग्रुप III घटक इंडियम, गॅलियम आणि अॅल्युमिनियमच्या शोषित अणू स्थलांतरातील फरकांमुळे, आम्हाला आढळले की नॅनोवायरच्या बाजूच्या भिंतींवर इंडियम गहाळ होता, जिथे GaN/AlGaN शेलने MQW कोरला बुरिटोसारखे गुंडाळले होते. संशोधकांना आढळले की या GaN/AlGaN शेलमधील Al सामग्री नॅनोवायरच्या इलेक्ट्रॉन इंजेक्शन बाजूपासून होल इंजेक्शन बाजूपर्यंत हळूहळू कमी झाली. GaN आणि AlN च्या अंतर्गत ध्रुवीकरण क्षेत्रांमधील फरकामुळे, AlGaN थरातील Al सामग्रीचा असा आकारमान ग्रेडियंट मुक्त इलेक्ट्रॉन प्रेरित करतो, जे MQW कोरमध्ये सहजपणे प्रवाहित होतात आणि ध्रुवीकरण क्षेत्र कमी करून रंग अस्थिरता कमी करतात.

खरं तर, संशोधकांना असे आढळून आले आहे की एक मायक्रॉनपेक्षा कमी व्यासाच्या उपकरणांसाठी, इलेक्ट्रोल्युमिनेसेन्सची सर्वोच्च तरंगलांबी, किंवा विद्युत्-प्रेरित प्रकाश उत्सर्जन, विद्युत् इंजेक्शनमधील बदलाच्या परिमाणानुसार स्थिर राहते. याव्यतिरिक्त, प्राध्यापक मी यांच्या टीमने यापूर्वी सिलिकॉनवर उच्च-गुणवत्तेचे GaN कोटिंग्ज वाढवण्यासाठी सिलिकॉनवर नॅनोवायर एलईडी वाढवण्याची पद्धत विकसित केली आहे. अशा प्रकारे, एक μled इतर CMOS इलेक्ट्रॉनिक्ससह एकत्रीकरणासाठी तयार असलेल्या Si सब्सट्रेटवर बसतो.

या μled मध्ये सहजपणे अनेक संभाव्य अनुप्रयोग आहेत. चिपवरील एकात्मिक RGB डिस्प्लेची उत्सर्जन तरंगलांबी लाल रंगात वाढल्याने डिव्हाइस प्लॅटफॉर्म अधिक मजबूत होईल.