ঐতিহ্যবাহী LED আলো এবং প্রদর্শনের ক্ষেত্রে বিপ্লব এনেছে কারণ এর কার্যকারিতা, স্থিতিশীলতা এবং ডিভাইসের আকার উন্নত। LED সাধারণত মিলিমিটারের পার্শ্বীয় মাত্রা সহ পাতলা সেমিকন্ডাক্টর ফিল্মের স্তুপ, যা ভাস্বর বাল্ব এবং ক্যাথোড টিউবের মতো ঐতিহ্যবাহী ডিভাইসের তুলনায় অনেক ছোট। যাইহোক, ভার্চুয়াল এবং অগমেন্টেড রিয়েলিটির মতো উদীয়মান অপটোইলেকট্রনিক অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য মাইক্রোন বা তার কম আকারের LED প্রয়োজন। আশা করা যায় যে মাইক্রো - বা সাবমাইক্রন স্কেল LED (μleds) ঐতিহ্যবাহী LED-এর ইতিমধ্যেই থাকা অনেক উন্নত গুণাবলী বজায় রাখবে, যেমন অত্যন্ত স্থিতিশীল নির্গমন, উচ্চ দক্ষতা এবং উজ্জ্বলতা, অতি-কম বিদ্যুৎ খরচ এবং পূর্ণ-রঙের নির্গমন, যদিও আয়তনে প্রায় দশ লক্ষ গুণ ছোট, যা আরও কমপ্যাক্ট ডিসপ্লে তৈরি করতে সাহায্য করে। এই ধরনের LED চিপগুলি আরও শক্তিশালী ফোটোনিক সার্কিটের পথ তৈরি করতে পারে যদি সেগুলিকে Si-তে একক-চিপে তৈরি করা যায় এবং পরিপূরক ধাতব অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর (CMOS) ইলেকট্রনিক্সের সাথে একীভূত করা যায়।
তবে, এখনও পর্যন্ত, এই ধরনের μleds অধরা রয়ে গেছে, বিশেষ করে সবুজ থেকে লাল নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসরে। ঐতিহ্যবাহী μ-led পদ্ধতি হল একটি টপ-ডাউন প্রক্রিয়া যেখানে InGaN কোয়ান্টাম ওয়েল (QW) ফিল্মগুলিকে এচিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে মাইক্রো-স্কেল ডিভাইসে খোদাই করা হয়। যদিও পাতলা-ফিল্ম InGaN QW-ভিত্তিক tio2 μleds InGaN-এর অনেক চমৎকার বৈশিষ্ট্যের কারণে অনেক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে, যেমন দক্ষ বাহক পরিবহন এবং দৃশ্যমান পরিসরে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের টিউনেবিলিটি, এখন পর্যন্ত তারা পার্শ্ব-প্রাচীরের ক্ষয় ক্ষতির মতো সমস্যায় জর্জরিত যা ডিভাইসের আকার সঙ্কুচিত হওয়ার সাথে সাথে আরও খারাপ হয়। উপরন্তু, পোলারাইজেশন ক্ষেত্রের অস্তিত্বের কারণে, তাদের তরঙ্গদৈর্ঘ্য/রঙ অস্থিরতা রয়েছে। এই সমস্যার জন্য, অ-মেরু এবং আধা-মেরু InGaN এবং ফোটোনিক স্ফটিক গহ্বর সমাধান প্রস্তাব করা হয়েছে, তবে বর্তমানে সেগুলি সন্তোষজনক নয়।
লাইট সায়েন্স অ্যান্ড অ্যাপ্লিকেশনস-এ প্রকাশিত একটি নতুন গবেষণাপত্রে, মিশিগান বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক জেটিয়ান মি-এর নেতৃত্বে গবেষকরা একটি সাবমাইক্রন স্কেল সবুজ LED iii - নাইট্রাইড তৈরি করেছেন যা এই বাধাগুলিকে একবারের জন্য অতিক্রম করে। এই μledগুলি নির্বাচনী আঞ্চলিক প্লাজমা-সহায়তাপ্রাপ্ত আণবিক রশ্মি এপিট্যাক্সি দ্বারা সংশ্লেষিত হয়েছিল। ঐতিহ্যবাহী টপ-ডাউন পদ্ধতির সম্পূর্ণ বিপরীতে, এখানে μled-এ ন্যানোওয়্যারের একটি অ্যারে রয়েছে, প্রতিটি মাত্র 100 থেকে 200 nm ব্যাস, দশ ন্যানোমিটার দ্বারা পৃথক করা হয়েছে। এই bottom-up পদ্ধতি মূলত পার্শ্বীয় প্রাচীরের ক্ষয় ক্ষতি এড়ায়।
ডিভাইসের আলোক-নির্গমনকারী অংশ, যা সক্রিয় অঞ্চল নামেও পরিচিত, ন্যানোওয়্যার মর্ফোলজি দ্বারা চিহ্নিত কোর-শেল মাল্টিপল কোয়ান্টাম ওয়েল (MQW) কাঠামো দিয়ে গঠিত। বিশেষ করে, MQW-তে InGaN ওয়েল এবং AlGaN বাধা রয়েছে। পাশের দেয়ালে গ্রুপ III উপাদান ইন্ডিয়াম, গ্যালিয়াম এবং অ্যালুমিনিয়ামের শোষণকৃত পরমাণু স্থানান্তরের পার্থক্যের কারণে, আমরা দেখতে পেয়েছি যে ন্যানোওয়্যারের পাশের দেয়ালে ইন্ডিয়াম অনুপস্থিত ছিল, যেখানে GaN/AlGaN শেল MQW কোরকে বুরিটোর মতো আবৃত করেছিল। গবেষকরা দেখেছেন যে এই GaN/AlGaN শেলের Al উপাদান ন্যানোওয়্যারের ইলেকট্রন ইনজেকশন দিক থেকে হোল ইনজেকশন দিকে ধীরে ধীরে হ্রাস পেয়েছে। GaN এবং AlN এর অভ্যন্তরীণ মেরুকরণ ক্ষেত্রের পার্থক্যের কারণে, AlGaN স্তরে Al উপাদানের এই আয়তনের গ্রেডিয়েন্ট মুক্ত ইলেকট্রনকে প্ররোচিত করে, যা MQW কোরে প্রবাহিত করা সহজ এবং মেরুকরণ ক্ষেত্র হ্রাস করে রঙের অস্থিরতা দূর করে।
প্রকৃতপক্ষে, গবেষকরা দেখেছেন যে এক মাইক্রনের কম ব্যাসের ডিভাইসের ক্ষেত্রে, ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্সের সর্বোচ্চ তরঙ্গদৈর্ঘ্য, বা কারেন্ট-প্ররোচিত আলোক নির্গমন, কারেন্ট ইনজেকশনের পরিবর্তনের মাত্রার উপর স্থির থাকে। এছাড়াও, অধ্যাপক মি-এর দল পূর্বে সিলিকনের উপর উচ্চ-মানের GaN আবরণ তৈরির জন্য একটি পদ্ধতি তৈরি করেছে যাতে সিলিকনের উপর ন্যানোওয়্যার এলইডি তৈরি করা যায়। সুতরাং, একটি μled একটি Si সাবস্ট্রেটের উপর বসে যা অন্যান্য CMOS ইলেকট্রনিক্সের সাথে একীভূত হওয়ার জন্য প্রস্তুত।
এই μled এর সহজেই অনেক সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে। চিপে থাকা ইন্টিগ্রেটেড RGB ডিসপ্লের নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্য লাল রঙে প্রসারিত হওয়ার সাথে সাথে ডিভাইস প্ল্যাটফর্মটি আরও শক্তিশালী হয়ে উঠবে।
পোস্টের সময়: জানুয়ারী-১০-২০২৩