Eine bedeutende Entwicklung in der mikrolierten Technologie hat eine Zusammenarbeit zwischen Lumileds und Technischen Technik der Eindhoven hervorgegangen.
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Eine bedeutende Entwicklung in der mikrolierten Technologie hat eine Zusammenarbeit zwischen Lumileds und Technischen Technik der Eindhoven hervorgegangen.
Das Forschungsteam hat erfolgreich einen neuartigen Ansatz zur Verbesserung der mikrolierten Leistung nachgewiesen, indem metallische oder dielektrische Metasurfe direkt in die LED -Struktur integriert wurde, was zu einer dramatisch verbesserten Lichtrichtung und Effizienz führt. Diese Entwicklung befasst sich mit zwei kritischen Einschränkungen, die die Entwicklung von Mikrolen behindert haben: ihre relativ niedrige externe Quanteneffizienz (EQE) und ihr charakteristisches lambertisches Emissionsmuster, das Licht in alle Richtungen verteilt, anstatt sie zu konzentrieren, wo sie erforderlich sind.
Das Forschungsteam unter der Leitung von Jaime Gómez Rivas von der Eindhoven University of Technology und Toni López von Lumileds entwickelte einen neuartigen Ansatz, der nanostrukturierte Metasurfaces in der LED -Architektur selbst integriert. Diese Metasurfaces bestehen aus präzise angeordneten Aluminium- (Al) oder Siliziumdioxid (SiO₂) -Nanopartikeln, die in hexagonalen Gittermustern organisiert sind. Die Hauptinnovation liegt darin, wie diese Metasurfaces mit den Quantenbrunnen in der LED interagieren. Anstatt das Halbleitermaterial selbst zu modifizieren, das die aktive Region schädigen und die Leistung reduzieren kann, platzierten die Forscher die Metasurface über die mehrfachen Quantenbrunnen (MQWs) der LED. Diese Konfiguration ermöglicht es dem Metasurface, kollektive Resonanzen zu unterstützen, die sich aus der Kopplung lokalisierter Resonanzen in Nanopartikeln im gesamten Array ergeben.
Die Forscher erstellten drei verschiedene Arten von Metasurface-verbesserten Mikroleds: ein hexagonales Beugungsarray von Aluminium-Nanopartikeln, die zur Richtungsverstärkung der Elektrolumineszenz entwickelt wurden; eine Metasoberfläche von Subdiffraktikern, die omnidirektionale Lichtüberkopplung verbessert, insbesondere für kleinere LED-Geräte; und ein hexagonales Beugungsarray unter Verwendung von SiO₂ -Nanopartikeln anstelle von Aluminium, um ohmische Verluste im Metall zu vermeiden.
Die experimentellen Ergebnisse waren beeindruckend. Für den ersten mikrolierten Typ zeigte das Gerät eine Richtungsförderung von ungefähr 8,6 innerhalb des Emissionskegels von ± 30 °. Für den dritten Typ mit den SiO₂ -Nanopartikeln erreichten die Forscher im Vergleich zum Referenzgerät eine integrierte Lichtextraktionseffizienz (LEE) von 21,4.
