Исследователи новаторского процесса стека микро

May 03, 2023

Наденьте гарнитуру виртуальной реальности, и, скорее всего, вам будет казаться, что вы смотрите на мир через сетчатую дверь. Современные плоские дисплеи используют пиксели, видимые невооруженным глазом, а также небольшие участки неосвещенного темного пространства между каждым пикселем, которые могут выглядеть как черная сетчатая сетка.

Теперь исследователи из Технологического института Джорджии в сотрудничестве с исследователями из Массачусетского технологического института (MIT)разработал новый процесс на основе 2D-материалов для создания светодиодных дисплеев с меньшими и тонкими пикселями. Эта инновация, основанная на двухмерной технологии переноса слоев на основе материалов, обещает будущее с более четкими и реалистичными светодиодными дисплеями.

В феврале команда опубликовала в журнале Nature статью под названием «Вертикальные полноцветные микросветодиоды посредством двумерного переноса слоев на основе материалов». В число соавторов также входят исследователи из Университета Седжона в Корее, а также из других учреждений в США и Южной Корее.

Профессор Технологического института Джорджии Абдалла Угаззаден и ученый-исследователь Суреш Сундарам (оба также занимают должности в Школе электротехники и компьютерной инженерии Технологического института Джорджии) сотрудничали с исследователями из Массачусетского технологического института, чтобы в буквальном смысле перевернуть традиционный процесс производства светодиодов с ног на голову. Вместо того, чтобы использовать распространенные процессы, основанные на расположении красных, зеленых и синих (RGB) светодиодов рядом, что ограничивает плотность пикселей, команда вертикально сложила отдельно стоящие ультратонкие светодиодные мембраны RGB, достигая плотности массива 5100 пикселей на дюйм — наименьшего размера. заявленный на сегодняшний день размер пикселя (4 микрона) и самая маленькая высота стопки за всю историю — и все это при обеспечении полного коммерческого диапазона цветов. Эта сверхмалая вертикальная стопка была достигнута с помощью технологии ван-дер-ваальсовой эпитаксии на 2D-нитриде бора, разработанной в лаборатории Georgia Tech-Europe, и технологии удаленной эпитаксии на графене, разработанной в Массачусетском технологическом институте.

Исследование показало, что самые тонкие и наименьшие в мире пиксельные дисплеи могут быть созданы с помощью технологии активного разделения слоев с использованием 2D-материалов, таких как графен и бор, для создания микро-светодиодов с высокой плотностью расположения, что приводит к полноцветной реализации микро-светодиодных дисплеев.

Одним из уникальных аспектов метода двумерного переноса слоев на основе материала (2DLT) является то, что он позволяет повторно использовать эпитаксиальные пластины. Повторное использование этой дорогостоящей подложки может значительно снизить затраты на производство меньших, тоньше и более реалистичных дисплеев.

«Теперь мы продемонстрировали, что эта передовая 2D-технология роста и переноса на основе материалов может превзойти традиционные технологии выращивания и переноса в определенных областях, например, в дисплеях виртуальной и дополненной реальности», — сказал Угаззаден, ведущий исследователь команды Технологического института Джорджии.

Эти передовые технологии были разработаны в реакторах химического осаждения металлоорганических соединений (MOCVD), ключевом инструменте для производства светодиодов в масштабе пластин. Технику 2DLT можно воспроизвести в промышленном масштабе с высокой производительностью. Эта технология потенциально может вывести сферу виртуальной и дополненной реальности на новый уровень, позволяя создать иммерсивные, реалистичные микросветодиодные дисплеи следующего поколения.

«Эта новая технология имеет огромный потенциал для гибкой электроники и гетерогенной интеграции в оптоэлектронике, что, по нашему мнению, позволит разработать новые функциональные возможности и привлечь промышленность к разработке коммерческих продуктов — от экранов смартфонов до медицинских устройств», — сказал Угаззаден.

- Этот пресс-релиз был первоначально опубликован на веб-сайте Технологического института Джорджии.