中南大學團隊研制出偏振、諧振腔等光場調控Micro-LEDs

    Micro-LED是一種由微米級LED發(fā)光像素組成的陣列顯示技術，具有自發(fā)光、高分辨率、高亮度、高效率、高對比度、低功耗、高穩(wěn)定性、長壽命等優(yōu)點，被認為是革命性的新型顯示技術。對Micro-LEDs發(fā)散角、出光方向、偏振等出光特性進行調控，將在3D Micro-LED和AR顯示等有重要應用。

    中南大學汪煉成聯(lián)合中科院半導體研究所、湖南大學團隊等近年一直致力原位集成超表面光場調控Micro-LED器件研究。

    11月19-21日，其相關成果在蘇州舉行的第十屆國際第三代半導體論壇(IFWS 2024)上報道：通過鍵合、CMP等工藝，首次提出并實現(xiàn)垂直結構F-P諧振腔Mini/Micro-LED器件 ，光譜半高寬從常規(guī)24nm減小到15nm，發(fā)光方向性提高16.4%【Applied Physics Letters 121.20(2022)】； 通過原位集成亞波長金屬光柵，首次報道線偏振Micro-LED ，TM/TE=6.2倍，等效消光比為14dB,并通過沉積介質膜和反射鏡側壁工程，進一步提高偏振比【Applied Physics Letters 122.11(2023);Applied Physics Letters 124.11(2024)】;首次提出圓偏振Micro-LED ，橫電波反射率超過80%，消光比達到38 dB以上【Optics Letters 46.11 (2021): 2666-2669】;首次設計報道指向發(fā)光Micro-LED ，實現(xiàn)高效率寬角度范圍指向出光，以及任意角度出光和雙角度指向出光【Optics Letters 46.14 (2021): 3476-3479】。

圖1：光場調控Micro-LED示意圖

    （a）線偏振Micro-LED；（b）圓偏振Micro-LED；

    （c）諧振腔Micro-LED；（d）指向發(fā)光Micro-LED；