研究人员为未来的超高分辨率显示器开发 90 纳米 LED

快速阅读: 《技术点》消息，浙大与剑桥团队研发出全球最小的基于钙钛矿半导体的纳米PeLED，像素密度高达127,000 PPI，远超传统显示器。通过创新制造工艺克服钙钛矿脆弱性问题，未来有望在高分辨率显示领域替代传统微LED，应用于游戏、AR及医疗成像等。

**前瞻：技术进步的驱动力——从晶体管的小型化到LED的革新**

缩小尺寸一直是科技发展的核心动力。无论是通过更小的晶体管提升计算能力，还是借助微型LED推动显示技术的进步，科学家们从未停止对更小、更高效的追求。如今，浙江大学和剑桥大学的研究团队再次突破极限，展示了全球最小的LED——基于钙钛矿半导体的纳米PeLED。这些纳米PeLED的像素长度低至90纳米，实现了惊人的每英寸127,000像素（PPI）密度。相较之下，一款典型的27英寸4K游戏显示器的像素密度仅为163 PPI。

“让电子设备变得更小是我们永恒的目标。”浙江大学先进光子学国际研究中心副主任狄大为教授说道，“尽管基于III-V族半导体的微LED被视为顶尖技术，但当像素尺寸降至10微米以下时，其效率会急剧下滑，这限制了它们在超高分辨率显示领域的应用。”

微纳PeLED的制造工艺与传统微LED截然不同，即便在微观尺度下，纳米PeLED依然展现出极小的性能退化。这种特性源于其独特的构成——卤化物钙钛矿，一种通常与太阳能电池相关的半导体材料。“卤化物钙钛矿是一种新兴的半导体材料。”浙江大学赵宝丹教授补充道。

然而，制造纳米PeLED并非易事。钙钛矿材料因其脆弱性及在传统光刻工艺中易受损的特点而闻名，这使得直接图案化LED显示屏变得困难重重。为解决这一难题，研究团队开发了一种创新的制造方法，即在绝缘层中进行光刻图案化的窗口技术。这种方法不仅保护了脆弱的钙钛矿材料，还确保了高图像质量。

“传统的光刻工艺不适合直接图案化钙钛矿层，因为这会损害材料。”这项发表于《自然》杂志的研究第一作者连亚晓指出，“我们通过局部接触制造的方式解决了这一问题。”

红绿微纳PeLED像素阵列的团队演示了他们的绿色和近红外纳米PeLED，在像素大小从几百微米到仅3.5微米范围内，其外量子效率维持在约20%。即使在极端小型化的情况下——大约180纳米时，效率下降幅度明显小于传统微LED的下降幅度。这表明纳米PeLED可能在需要超小像素的应用中优于基于III-V族半导体的微LED。

尽管纳米PeLED为高分辨率显示带来了巨大潜力，但要真正应用于实际场景，还需与能够动态传输内容的可编程电路相集成。为此，浙江大学携手杭州专注于薄膜晶体管（TFT）技术的LinkZill公司，共同开发了一款由TFT背板驱动的主动矩阵微PeLED显示屏原型。这一原型对于将纳米PeLED技术推向市场，并发挥其在复杂图像和视频播放中的潜力至关重要。

随着研究者持续优化这项技术，其潜在应用场景正迅速拓展。纳米PeLED实现的超高分辨率或将重新定义各行业的显示标准，涵盖游戏、增强现实乃至医疗成像等多个领域。

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**装备名称、人名地名、公司名称翻译：**
– PeLED → 纳米PeLED
– III-V族半导体 → III-V族半导体
– 狄大为 → 狄大为
– 赵宝丹 → 赵宝丹
– 连亚晓 → 连亚晓
– LinkZill公司 → LinkZill公司

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