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第三代顯示器: MIT 研發用於量子光源以及元宇宙的新型鈣鈦礦 nano LED 技術

已更新:2023年7月19日

[Perovskite Report] 近日,麻省理工學院(MIT)的研究人員成功研發出一種全新平台,用於精確生長鈣鈦礦型奈米光發射二極體(nanoLEDs)所需的晶體陣列,且其精度可達到50奈米的範圍內。

這項研究的首席作者帕特里夏·賈斯崔普斯卡-佩菲克特(Patricia Jastrzebska-Perfect)指出,「透過高通量方法研究奈米級材料時,我們常常需要對材料進行精確的定位和工程處理。我們的技術能夠提供這種局部控制,從而改善研究人員對材料特性的調控,並應用於多種領域。」該研究團隊的重點是鹵化鈣鈦礦(halide perovskites),這種材料因其出色的光電性能和在高效太陽能電池、發光二極體和激光器等設備中的潛在應用而受到關注。然而,過去主要將這些材料應用於薄膜或微米級設備。如今,通過奈米級應用的精確整合,我們能夠開啟更多潛在的應用領域,例如片上光源、光偵測器和忆阻器。然而,由於這種材料非常脆弱,傳統的製造和塑型技術難以實現精確整合。

為了克服這一障礙,MIT的研究人員開發了一種技術,可以在需要的地方精確生長個別的鹵化鈣鈦礦奈米晶體,其定位精度可達到50奈米以內(相當於人類頭髮寬度的千分之一)。通過這種技術,晶體的尺寸也可以被精確控制,這一點非常重要,因為晶體的尺寸會影響其特性。由於所需的材料通過生長方式在局部形成,因此無需使用傳統的光刻製程,從而避免了材料受損的問題。這一技術具有可擴展性、多功能性和與傳統製程相容性,因此能夠實現將奈米晶體整合到功能性的奈米級設備中。研究人員利用該技術成功製作了奈米級光發射二極體陣列(nanoLEDs),這些微小的晶體在通電時能夠發出光亮。這種陣列可應用於光通信和計算、無鏡頭顯微鏡、新型量子光源以及增強現實和虛擬實境的高密度、高分辨顯示器。


MIT電機工程和電腦科學系的Farnaz Niroui博士指出,「我們的研究表明,開發新的工程框架,將納米材料整合到功能性的奈米設備中至關重要。通過超越傳統的奈米製造、材料工程和設備設計界限,這些技術能夠讓我們在極細微的納米尺度上操控物質,幫助我們實現對應新興技術需求的非傳統設備平台。」該研究團隊的成果在《Nature Communications》期刊上發表,並以開放存取方式提供。


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