​封面 | 基於納米環/量子點結構的高效率全彩微型發光二極體

2021-02-15 中國雷射

封面文章：

S. Huang Chen, et al. Full-color monolithic hybrid quantum dot nanoring micro light-emitting diodes with improved efficiency using atomic layer deposition and nonradiative resonant energy transfer. Photon. Res. 7(4), 416-422(2019)

微發光二極體（μLEDs）是下一代顯示技術最有希望的候選者。然而，μLEDs的效率會隨著尺寸的減小而降低。另外，為了實現單片全彩色微顯示，RGB的巨量轉移成本很高，量子點（QD）顏色的轉換效率還有待提高。

為了使μLED儘快量產，由臺灣交通大學電光工程研究所郭浩中教授和廈門大學電子科學系吳挺竹博士領導的研究小組，對如何提高全色單片混合量子點納米環（NR）μLED的效率進行了研究，提出了一種新的量子點-納米環混合μLED（QD-NR-μLED）結構。

他們在綠色LED外延片上製備了納米環結構，利用應變弛豫效應將NR-μLED由綠色變為藍色，並採用原子層沉積（ALD）技術在藍光NR-μLED的側壁上沉積了1 nm的Al2O3層，使藍光NR-μLED的光致發光強度提高了143.7%。

接著在藍光NR-μLED上噴塗紅色量子點，利用非輻射共振能量轉移（NRET）機制，通過量子點和暴露的多量子阱之間的耦合來提升量子點色轉換效率並實現全彩顯示。為了進一步提高紅光的純度，課題組研製了一種分布式布拉格反射鏡，以重複利用激發光。

沉積了透明導電氧化層和pn電極的綠色μLED、藍色NR-μLED和紅色QD-NR-μLED的三個子像素。

在這項工作中，納米環結構為單片全彩微顯示提供了結構基礎，ALD側壁鈍化技術提高了μLEDs的發光效率，NRET機制增強了紅色量子點的色轉換效率。因此，郭教授和吳博士認為，「這種新型的QD-NR-μLED能夠為全彩微顯示的應用提供新的思路和方法。」

下一步的工作將集中在優化ALD的厚度以及如何將QD-NR-μLED與柔性基板結合，以實現柔性透明微顯示。

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