В мире современных дисплеев, где спрос на высокую четкость и компактность растет с каждым днем, микро-LED технологии занимают лидирующие позиции, особенно в перспективных областях, таких как виртуальная и дополненная реальность, а также носимая электроника. Среди множества материалов, способных стать основой для таких дисплеев, метал-галогенидные перовскиты выделяются своей эффективностью и масштабируемостью. Однако, традиционный метод изготовления перовскитовых тонких пленок сопряжен с рядом существенных проблем.
Неоднородное свечение, поверхностная нестабильность и несовместимость с литографическими процессами – вот лишь некоторые из препятствий, мешающих их внедрению в микро-LED устройства. Эти недостатки делают интеграцию перовскитов в микро-LED сложной задачей, требующей нестандартных решений.
Команда китайских ученых из Технического института физики и химии Академии наук Китая под руководством профессора Ву Ючен совершила прорыв в данной области. Ими был разработан инновационный метод удаленной эпитаксии, позволяющий выращивать высококачественные перовскитные пленки. Ключевым элементом этого метода является использование графенового промежуточного слоя, благодаря которому создаются непрерывные кристаллические перовскитовые пленки площадью 4 см².
Уникальность данного подхода заключается в отсутствии границ зерен и достижении чистой внеплоскостной кристаллографической ориентации. В результате получаются монокристаллические свободностоящие перовскитовые пленки, обладающие превосходными характеристиками.
Ученым удалось создать микро-LED с рекордной эффективностью электролюминесценции 16,1% и яркостью 4 × 10⁵ кд м⁻². Размеры пикселей при этом достигали ультравысокого разрешения в 4 мкм. Полученные результаты наглядно демонстрируют потенциал новой технологии для создания дисплеев нового поколения.
Главным преимуществом свободностоящих перовскитовых пленок является их легкая интеграция с коммерческими электронными платформами. Кроме того, технология позволяет динамически управлять каждым пикселем для отображения статичных изображений и видео.
Возможность создания полноцветных дисплеев путем интеграции различных перовскитных компонентов открывает новые горизонты для развития микро-LED индустрии. Также перспективным направлением является интеграция перовскитовых пленок с нанофотонными структурами, такими как резонансные метаповерхности и фотонные кристаллы, что позволит создавать ультракомпактные фотонные устройства.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Nanotechnology 15 января (2025). Статья под названием «Удаленные эпитаксиальные кристаллические перовскиты для микро-LED дисплеев со сверхвысоким разрешением» принадлежит авторскому коллективу во главе с Менг Юанем.
Новый метод, разработанный китайскими исследователями, представляет собой значительный шаг вперед в области микро-LED технологий. Он открывает двери для создания дисплеев нового поколения, которые будут отличаться не только высокой четкостью и яркостью, но и энергоэффективностью и компактностью. Возможность масштабирования данного метода может в будущем повлиять на многие сферы жизни: от носимой электроники и AR/VR гарнитур до больших рекламных экранов.
Изображение носит иллюстративный характер
Неоднородное свечение, поверхностная нестабильность и несовместимость с литографическими процессами – вот лишь некоторые из препятствий, мешающих их внедрению в микро-LED устройства. Эти недостатки делают интеграцию перовскитов в микро-LED сложной задачей, требующей нестандартных решений.
Команда китайских ученых из Технического института физики и химии Академии наук Китая под руководством профессора Ву Ючен совершила прорыв в данной области. Ими был разработан инновационный метод удаленной эпитаксии, позволяющий выращивать высококачественные перовскитные пленки. Ключевым элементом этого метода является использование графенового промежуточного слоя, благодаря которому создаются непрерывные кристаллические перовскитовые пленки площадью 4 см².
Уникальность данного подхода заключается в отсутствии границ зерен и достижении чистой внеплоскостной кристаллографической ориентации. В результате получаются монокристаллические свободностоящие перовскитовые пленки, обладающие превосходными характеристиками.
Ученым удалось создать микро-LED с рекордной эффективностью электролюминесценции 16,1% и яркостью 4 × 10⁵ кд м⁻². Размеры пикселей при этом достигали ультравысокого разрешения в 4 мкм. Полученные результаты наглядно демонстрируют потенциал новой технологии для создания дисплеев нового поколения.
Главным преимуществом свободностоящих перовскитовых пленок является их легкая интеграция с коммерческими электронными платформами. Кроме того, технология позволяет динамически управлять каждым пикселем для отображения статичных изображений и видео.
Возможность создания полноцветных дисплеев путем интеграции различных перовскитных компонентов открывает новые горизонты для развития микро-LED индустрии. Также перспективным направлением является интеграция перовскитовых пленок с нанофотонными структурами, такими как резонансные метаповерхности и фотонные кристаллы, что позволит создавать ультракомпактные фотонные устройства.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Nanotechnology 15 января (2025). Статья под названием «Удаленные эпитаксиальные кристаллические перовскиты для микро-LED дисплеев со сверхвысоким разрешением» принадлежит авторскому коллективу во главе с Менг Юанем.
Новый метод, разработанный китайскими исследователями, представляет собой значительный шаг вперед в области микро-LED технологий. Он открывает двери для создания дисплеев нового поколения, которые будут отличаться не только высокой четкостью и яркостью, но и энергоэффективностью и компактностью. Возможность масштабирования данного метода может в будущем повлиять на многие сферы жизни: от носимой электроники и AR/VR гарнитур до больших рекламных экранов.
