I LED in perovskite su scala nanometrica battono i record di dimensione e di efficienza per i display di nuova generazione

Gli scienziati della Zhejiang University e dell'Università di Cambridge hanno presentato dei LED in perovskite su scala nanometrica che misurano appena 90 nanometri. Questi LED hanno battuto il precedente record di miniaturizzazione dei LED, pur garantendo un'elevata efficienza.

A differenza dei micro-LED tradizionali basati su semiconduttori III-V, che tendono a perdere molta efficienza al di sotto dei 10 micrometri, questi LED di perovskite mantengono circa il 20 percento di efficienza quantica esterna in un'ampia gamma di dimensioni dei pixel (da 650 a 3,5 micron). Questa impresa rivoluziona potenzialmente la tecnologia di visualizzazione ad alta risoluzione, soprattutto per i sistemi AR/VR avanzati.

Questi nuovi nano-PeLED hanno una sorprendente densità di 127.000 pixel per pollice (PPI), la più alta densità di pixel finora registrata in qualsiasi array di LED. La tecnologia LED standard di solito subisce un forte calo di efficienza quando viene ridotta alle dimensioni più piccole necessarie per i display di prossima generazione.

Sottolineando l'importanza di questo risultato, il Professor Zhao Baodan della Zhejiang University ha osservato: "Attualmente, la tecnologia più avanzata per le applicazioni di visualizzazione è rappresentata dai micro-LED. Sono la migliore fonte di luce per le applicazioni di realtà aumentata (AR) e realtà virtuale (VR). Tuttavia, l'efficienza dei micro-LED diminuisce rapidamente quando le dimensioni dei pixel sono inferiori a 10 micrometri, che sono le dimensioni desiderabili dei pixel per le applicazioni AR/VR di fascia alta con risoluzioni ultra-elevate"

Il team ha ideato una tecnica di fabbricazione innovativa per superare le sfide abituali della lavorazione dei materiali di perovskite. Il dottorando Lian Yaxiao, autore principale dell'articolo, ha osservato: "I processi fotolitografici convenzionali non sono adatti per la modellazione diretta degli strati di perovskite - danneggerebbero i materiali di perovskite, per cui dobbiamo invece modellare gli altri strati funzionali"

Il loro metodo si basa su una configurazione di fabbricazione di contatti localizzati che utilizza finestre create litograficamente in uno strato isolante. Questo design mantiene i pixel attivi lontani dai bordi degli elettrodi, riducendo le perdite non radiative che normalmente compromettono l'efficienza dei LED.

Al di là del laboratorio, i ricercatori hanno già fatto dei passi avanti verso le applicazioni pratiche. In collaborazione con LinkZill, un'azienda di Hangzhou specializzata nella tecnologia dei transistor a film sottile (TFT), hanno sviluppato un prototipo di display micro-PeLED a matrice attiva guidato da un backplane TFT. Questo display, in grado di mostrare immagini dettagliate e videoclip, porta questi LED all'avanguardia un passo più vicino all'uso commerciale.