पारंपारिक एलईडीने कार्यक्षमतेच्या बाबतीत त्यांच्या उत्कृष्ट कामगिरीमुळे प्रकाशयोजना आणि डिस्प्लेच्या क्षेत्रात क्रांती घडवून आणली आहे.

पारंपारिक एलईडीने कार्यक्षमता, स्थिरता आणि उपकरणाच्या आकारमानाच्या बाबतीत त्यांच्या उत्कृष्ट कामगिरीमुळे प्रकाशयोजना आणि डिस्प्लेच्या क्षेत्रात क्रांती घडवून आणली आहे. एलईडी हे सामान्यतः पातळ सेमीकंडक्टर फिल्म्सचे थर असतात, ज्यांचे बाजूकडील आकारमान मिलिमीटरमध्ये असते आणि ते तापदीप्त बल्ब व कॅथोड ट्यूबसारख्या पारंपारिक उपकरणांपेक्षा खूपच लहान असतात. तथापि, व्हर्च्युअल आणि ऑगमेंटेड रिॲलिटीसारख्या उदयोन्मुख ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगांसाठी मायक्रॉन किंवा त्याहून कमी आकाराच्या एलईडीची आवश्यकता असते. अशी आशा आहे की मायक्रो- किंवा सबमायक्रॉन स्केल एलईडी (µleds) मध्ये पारंपारिक एलईडीमध्ये आधीपासून असलेले अनेक उत्कृष्ट गुणधर्म, जसे की अत्यंत स्थिर उत्सर्जन, उच्च कार्यक्षमता आणि चमक, अत्यंत कमी वीज वापर आणि पूर्ण-रंग उत्सर्जन, कायम राहतील, आणि त्याच वेळी ते क्षेत्रफळाने सुमारे दहा लाख पट लहान असतील, ज्यामुळे अधिक कॉम्पॅक्ट डिस्प्ले शक्य होतील. जर अशा एलईडी चिप्स सिलिकॉनवर (Si) सिंगल-चिप पद्धतीने वाढवता आल्या आणि कॉम्प्लिमेंटरी मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर (CMOS) इलेक्ट्रॉनिक्ससह एकत्रित करता आल्या, तर त्या अधिक शक्तिशाली फोटोनिक सर्किट्ससाठी मार्ग मोकळा करू शकतील.

तथापि, आतापर्यंत, असे मायक्रोलेड्स (µleds) हाती लागलेले नाहीत, विशेषतः हिरव्या ते लाल उत्सर्जन तरंगलांबीच्या श्रेणीमध्ये. पारंपरिक एलईडी मायक्रोलेड पद्धत ही एक टॉप-डाउन प्रक्रिया आहे, ज्यामध्ये InGaN क्वांटम वेल (QW) फिल्म्स एका एचिंग प्रक्रियेद्वारे सूक्ष्म-स्तरीय उपकरणांमध्ये कोरल्या जातात. InGaN च्या अनेक उत्कृष्ट गुणधर्मांमुळे, जसे की कार्यक्षम वाहक वहन आणि संपूर्ण दृश्य श्रेणीमध्ये तरंगलांबी जुळवून घेण्याची क्षमता, पातळ-फिल्म InGaN QW-आधारित TiO2 मायक्रोलेड्सनी खूप लक्ष वेधले असले तरी, आतापर्यंत त्यांना बाजूच्या भिंतींच्या क्षरणामुळे होणाऱ्या नुकसानासारख्या समस्यांनी ग्रासले आहे, जे उपकरणाचा आकार लहान झाल्यावर अधिकच वाढते. याव्यतिरिक्त, ध्रुवीकरण क्षेत्रांच्या अस्तित्वामुळे, त्यांच्यामध्ये तरंगलांबी/रंगाची अस्थिरता असते. या समस्येसाठी, अध्रुवीय आणि अर्ध-ध्रुवीय InGaN आणि फोटोनिक क्रिस्टल कॅव्हिटीचे उपाय प्रस्तावित केले गेले आहेत, परंतु ते सध्या समाधानकारक नाहीत.

'लाइट सायन्स अँड ॲप्लिकेशन्स'मध्ये प्रकाशित झालेल्या एका नवीन शोधनिबंधात, मिशिगन विद्यापीठातील प्राध्यापक झेटियन मी यांच्या नेतृत्वाखालील संशोधकांनी, या अडथळ्यांवर कायमस्वरूपी मात करणारा एक सबमायक्रॉन स्केलचा हिरवा एलईडी iii – नायट्राइड विकसित केला आहे. हे मायक्रोलेड्स 'सिलेक्टिव्ह रिजनल प्लाझ्मा-असिस्टेड मॉलिक्युलर बीम एपिटॅक्सी'द्वारे संश्लेषित करण्यात आले. पारंपरिक 'टॉप-डाउन' पद्धतीच्या अगदी उलट, येथील मायक्रोलेडमध्ये नॅनोवायर्सची एक रचना आहे, ज्यातील प्रत्येकाचा व्यास केवळ १०० ते २०० नॅनोमीटर असून ते एकमेकांपासून काही दहा नॅनोमीटरच्या अंतरावर आहेत. ही 'बॉटम-अप' पद्धत मूलतः बाजूच्या भिंतीच्या क्षरणामुळे होणारे नुकसान टाळते.

डिव्हाइसचा प्रकाश-उत्सर्जक भाग, ज्याला सक्रिय क्षेत्र (active region) असेही म्हणतात, तो नॅनोवायर आकारविज्ञानाने (nanowire morphology) वैशिष्ट्यीकृत असलेल्या कोर-शेल मल्टिपल क्वांटम वेल (MQW) संरचनांनी बनलेला आहे. विशेषतः, MQW मध्ये InGaN वेल आणि AlGaN बॅरियर यांचा समावेश असतो. बाजूच्या भिंतींवर गट III मधील इंडियम, गॅलियम आणि ॲल्युमिनियम या मूलद्रव्यांच्या शोषलेल्या अणूंच्या स्थलांतरातील फरकांमुळे, आम्हाला असे आढळले की नॅनोवायरच्या बाजूच्या भिंतींवर इंडियम अनुपस्थित होता, जिथे GaN/AlGaN शेलने MQW कोरला बुरिटोप्रमाणे गुंडाळले होते. संशोधकांना असे आढळले की या GaN/AlGaN शेलमधील ॲल्युमिनियमचे प्रमाण नॅनोवायरच्या इलेक्ट्रॉन इंजेक्शन बाजूकडून होल इंजेक्शन बाजूकडे हळूहळू कमी होत गेले. GaN आणि AlN च्या अंतर्गत ध्रुवीकरण क्षेत्रांमधील (internal polarization fields) फरकामुळे, AlGaN थरातील ॲल्युमिनियमच्या प्रमाणातील असा व्हॉल्यूम ग्रेडियंट (volume gradient) मुक्त इलेक्ट्रॉन्सना प्रेरित करतो, जे सहजपणे MQW कोरमध्ये प्रवेश करतात आणि ध्रुवीकरण क्षेत्र कमी करून रंगातील अस्थिरता (color instability) दूर करतात.

खरं तर, संशोधकांना असे आढळून आले आहे की एक मायक्रॉनपेक्षा कमी व्यासाच्या उपकरणांसाठी, इलेक्ट्रोल्युमिनेसन्सची (विद्युत प्रवाहामुळे होणारे प्रकाश उत्सर्जन) सर्वोच्च तरंगलांबी, विद्युत प्रवाहातील बदलाच्या जवळपास स्थिर राहते. याव्यतिरिक्त, प्रोफेसर मी यांच्या टीमने यापूर्वी सिलिकॉनवर नॅनोवायर एलईडी तयार करण्यासाठी, सिलिकॉनवर उच्च-गुणवत्तेचे GaN कोटिंग वाढवण्याची एक पद्धत विकसित केली आहे. अशाप्रकारे, एक मायक्रोएलईडी (µled) इतर CMOS इलेक्ट्रॉनिक्ससोबत एकत्रीकरणासाठी तयार असलेल्या Si सबस्ट्रेटवर बसतो.

या मायक्रोएलईडीला सहजपणे अनेक संभाव्य उपयोग आहेत. चिपवरील एकात्मिक आरजीबी डिस्प्लेची उत्सर्जन तरंगलांबी लाल रंगापर्यंत विस्तारल्यामुळे डिव्हाइस प्लॅटफॉर्म अधिक मजबूत होईल.