Mikroloidun tekniikan merkittävä kehitys on tullut valaistujen ja Eindhovenin teknillisen yliopiston välisestä yhteistyöstä.

Mikroloidun tekniikan merkittävä kehitys on tullut valaistujen ja Eindhovenin teknillisen yliopiston välisestä yhteistyöstä.

Tutkimusryhmä on onnistuneesti osoittanut uuden lähestymistavan mikroluokan suorituskyvyn parantamiseksi integroimalla metalliset tai dielektriset metasurfaces suoraan LED -rakenteeseen, mikä johtaa dramaattisesti parantuneeseen valonsuuntaan ja tehokkuuteen. Tämä kehitys käsittelee kahta kriittistä rajoitusta, jotka ovat haittaneet mikrolaitetta: niiden suhteellisen alhainen ulkoinen kvanttitehokkuus (EQE) ja niiden ominaispiirteet Lambertian päästökuvio, joka hajottaa valoa kaikkiin suuntiin sen sijaan, että keskitetään tarvittaessa.

Tutkimusryhmä, jota johtaa Jaime Gómez Rivas Eindhovenin teknillisestä yliopistosta ja Lumezista Toni López, kehitti uuden lähestymistavan, joka integroi nanorakenteiset metasurfainnit itse LED -arkkitehtuuriin. Nämä metasurfapsit koostuvat tarkasti järjestetyistä alumiinista (AL) tai silikonidioksidi -nanohiukkasista, jotka on järjestetty kuusikulmaisiin hilakuvioihin. Keskeinen innovaatio on siinä, kuinka nämä metasurfaces ovat vuorovaikutuksessa LEDin kvanttikaivojen kanssa. Sen sijaan, että modifioidaan itse puolijohdemateriaalia-mikä voi vahingoittaa aktiivista aluetta ja vähentää suorituskykyä-tutkijat sijoittivat metasurfan LED-monien kvanttikaivojen (MQW) yläpuolelle. Tämä kokoonpano antaa Metasurface: n tukea kollektiivisia resonansseja, jotka johtuvat paikallisten resonanssien kytkemisestä nanohiukkasissa koko taulukon ajan.

Tutkijat loivat kolme erityyppistä metasurface-parannettua mikrolaitetta: alumiini-nanohiukkasten kuusikulmainen diffraktioryhmä, joka on suunniteltu saavuttamaan elektroluminesenssin suunnan parantaminen; sub-diffraction Metasurface, joka parantaa kaikensuuntaista valon ylittämistä, erityisen hyödyllinen pienemmille LED-laitteille; ja kuusikulmainen diffraktioryhmä käyttämällä SiO₂ -nanohiukkasia alumiinin sijasta metallin ohmisten häviöiden välttämiseksi.

Koetulokset olivat vaikuttavia. Ensimmäisen mikrolaitetyypin osalta laite osoitti suunnilleen noin 8,6: n suunnan parantamisen ± 30 °: n emissiokartiossa. SIO₂ -nanohiukkasten kanssa tutkijat saavuttivat integroidun valon uuttamistehokkuuden (LEE) 21.4 verrattuna vertailulaitteeseen verrattuna.