Metasurfaces muliggjør retningsbestemt utslipp og forbedret effektivitet i mikroolert
Legg igjen en beskjed
En betydelig utvikling innen mikrolert teknologi har kommet ut av et samarbeid mellom Lumileds og Eindhoven University of Technology. Forskerteamet har med hell med hell demonstrert en ny tilnærming til å forbedre mikroolert ytelse ved å integrere metalliske eller dielektriske metasurfaces direkte i LED -strukturen, noe som resulterer i dramatisk forbedret lysretning og effektivitet. Denne utviklingen tar for seg to kritiske begrensninger som har hemmet mikroolert utvikling: deres relativt lave eksterne kvanteeffektivitet (EQE) og deres karakteristiske Lambertian -emisjonsmønster, som sprer lys i alle retninger i stedet for å konsentrere den der det er nødvendig.
Forskerteamet, ledet av Jaime Gómez Rivas fra Eindhoven University of Technology og Toni López fra Lumileds, utviklet en ny tilnærming som integrerer nanostrukturerte metasurfaces i LED -arkitekturen selv. Disse metasurfaces består av nøyaktig anordnede aluminium (AL) eller silisiumdioksid (SiO₂) nanopartikler organisert i sekskantede gittermønstre. Den viktigste innovasjonen ligger i hvordan disse metasurfaces samhandler med kvantebrønnene i LED. I stedet for å endre halvledermaterialet i seg selv-noe som kan skade det aktive området og redusere ytelsen-plasserte forskerne metasoverflaten over flere kvantebrønner (MQW) til LED. Denne konfigurasjonen gjør at metasurface kan støtte kollektive resonanser som følger av kobling av lokaliserte resonanser i nanopartikler gjennom hele matrisen.
Forskerne opprettet tre forskjellige typer metasurface-forbedrede mikroleds: en sekskantet diffraksjonsarray av aluminium-nanopartikler designet for å oppnå retningsbestemt forbedring av elektroluminescens; en metasoverflate med underdiffraksjon som forbedrer omnidireksjonell lysutkobling, spesielt nyttig for mindre LED-enheter; og en sekskantet diffraksjonsarray ved bruk av SiO₂ -nanopartikler i stedet for aluminium for å unngå ohmiske tap i metallet.
De eksperimentelle resultatene var imponerende. For den første mikrolerte typen viste enheten en retningsbestemmelse på omtrent 8,6 innenfor utslippskjeglen på ± 30 grader. For den tredje typen med SiO₂ -nanopartikler oppnådde forskere en integrert lysekstraksjonseffektivitet (LEE) på 21,4 sammenlignet med referanseanordningen.
