在電子科學(xué)的前沿探索中，浙江大學(xué)的一支科研團(tuán)隊(duì)近日取得了突破性進(jìn)展，他們成功研發(fā)出尺寸極小、性能卓越的微米和納米鈣鈦礦LED（micro-PeLED和nano-PeLED），這一成果在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表，引起了廣泛關(guān)注。

長(zhǎng)久以來(lái)，在電子科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，通過(guò)“降尺度”技術(shù)推動(dòng)器件小型化，一直是引領(lǐng)技術(shù)革新的重要途徑。當(dāng)前，最先進(jìn)的顯示技術(shù)主要依賴于基于III-V族半導(dǎo)體的micro-LED。然而，盡管micro-LED是LED小型化的一個(gè)重要里程碑，但其高昂的制造成本以及像素尺寸縮小至約10微米或更小時(shí)效率的急劇下降，極大地限制了其商業(yè)應(yīng)用的廣泛性。

針對(duì)這一難題，浙江大學(xué)狄大衛(wèi)團(tuán)隊(duì)自2021年起便著手研究，他們首次提出了“微型鈣鈦礦LED（micro-PeLED）”的概念，并成功獲得了專利。鈣鈦礦LED作為一種新型光源，在顯示、照明和通訊等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，特別是在色彩純度和色域?qū)挾壬险宫F(xiàn)出巨大優(yōu)勢(shì)。

然而，傳統(tǒng)制造方法在制造微型LED時(shí)容易導(dǎo)致非輻射能量損耗，從而降低LED的效率。為了克服這一挑戰(zhàn)，狄大衛(wèi)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一套局域接觸工藝。他們通過(guò)在附加絕緣層中引入光刻制作的圖案化窗口，有效避免了像素邊界處的能量損耗，成功制造出了像素尺寸從數(shù)百微米到90納米的鈣鈦礦LED。

狄大衛(wèi)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的micro和nano-PeLED在尺寸縮小至約180納米時(shí)才開(kāi)始顯現(xiàn)出降尺寸效應(yīng)，此時(shí)效率降低至最高值的50%。相比之下，傳統(tǒng)micro-LED在尺寸低于10微米時(shí)效率就已經(jīng)顯著下降。這一突破意味著，浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的鈣鈦礦LED在更小尺寸下仍能保持較高的效率，為微型LED的應(yīng)用開(kāi)辟了新的可能性。

尤為狄大衛(wèi)團(tuán)隊(duì)還成功創(chuàng)建了具有127000 PPI超高分辨率的LED像素陣列，這一成果刷新了所有類型LED陣列的最高分辨率紀(jì)錄。這一成就不僅展示了鈣鈦礦LED在微型化方面的巨大潛力，也為未來(lái)高清晰度顯示技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

在對(duì)比micro/nano-PeLED與其他LED技術(shù)時(shí)，可以明顯看出，浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的鈣鈦礦LED在性能上具有顯著優(yōu)勢(shì)。這一技術(shù)的突破不僅為電子科學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了新的研究方向，也為未來(lái)顯示技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力。

狄大衛(wèi)表示：“我們團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的nano-PeLED最小可達(dá)到90納米，這是迄今為止報(bào)道的最小LED像素。這一成果的實(shí)現(xiàn)，離不開(kāi)團(tuán)隊(duì)成員的共同努力和持續(xù)創(chuàng)新。我們相信，這一技術(shù)的突破將為未來(lái)顯示技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)革命性的變革?！?/p>

狄大衛(wèi)團(tuán)隊(duì)還展示了有源矩陣micro-PeLED微顯示器所呈現(xiàn)的圖像，其清晰度和色彩表現(xiàn)均令人印象深刻。這一展示進(jìn)一步證明了鈣鈦礦LED在顯示技術(shù)領(lǐng)域的巨大潛力。