Yeni Nesil Ekranların Önünü Açacak Kırmızı Işıklı LED'ler Geliştirildi

Phys’de yayınlanan bir makaleye göre LED’lerin (light-emitting dioes) performansını optimize etmek isteyen King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) araştırmacıları, bu cihazların tasarımının, üretiminin ve işleyişlerinin araştırdı.

Araştırmacılar, bu çalışmaları sonrasında doğal mavi renk yayan yarıiletken indiyum galyum nitrür temelli kırmızı LED’ler üretmeyi başardı. Üstelik bu da indiyum galyum fosfür temelli olanlar kadar stabil.

Kırmızı ışıklı LED’ler

LED’ler enerji tasarrufu, boyut ve dayanıklılık konularında geleneksel ışık kaynaklarına kıysala geliştirmeler vadeden görsel kaynaklar olarak biliniyor. LED’ler, ultraviyoleden mavi, yeşil, kırmızı (RGB) ve kızılötesine kadar bir spektrum oluşturabiliyor. MicroLED adı verilen ufak RGB cihazlar dizisinin, yeni nesil monitörler ve televizyonları destekleyebilecek canlı renkli ekranların üretiminde kullanılabileceği düşünülüyor.

Bu microLED’leri geliştirmede karşılaşılan en büyük zorluk; kırmızı, yeşil ve mavi ışıkları tek bir LED yongasına entegre etmek. Şu anki RGB LED’ler, iki tür materyalin birleştirilmesiyle oluşturuluyor. Kırmızı ışıklı LED’ler, indiyum galyum fosfürden (InGaP) oluşurken mavi ve yeşil LED’ler, indiyum galyum nitrür (InGaN) yarıiletkenleri kapsıyor. İki materyal sistemini entegre etmek ise bir hayli zor.

InGaP yarıiletkenler, mavi ya da yeşil ışık yayamadığından tekil RGB microLED’ler yapmak için tek çözüm InGaN kullanmak oluyor. Bu materyal, karşıma daha fazla indiyum ekleyerek emisyonunu maviden yeşile, sarıya ve kırmızıya değiştirebilme potansiyeline sahip. Ayrıca InGaN kırmızı LED’lerin, şu an kullanılan InGaP’lardan daha iyi bir performans vereceği tahmin ediliyor.

Zhe Zhuang, Daisuke Iida, Kazuhiro Ohkawa ve çalışma arkadaşları, KAUST Core Labs’teki nanoüretim tesisleri kullanarak kırmızı LED’ler üretmek için yüksek kalitede, indiyum zengini InGaN geliştirmeyi başardı. Ekip, ayrıca transparan elektrik bağlantısı geliştirmeyi de başardı. Bu bağlantı, akımın kehribar ve kırmızı LED’lerden geçmesine izin veriyor.

Ekip, farklı boyutlarda ve çeşitli sıcaklıklarda InGaN kırmızı LED’ler üzerinde de çalıştı. Sıcaklıktaki değişiklikler, ışık gücü çıktısını etkiledi ve farklı renk izlenimlerine sebep oldu ki bu da kullanışlı bir cihaz performansı için onları oldukça önemli bir hale getiriyor.