新華社杭州3月21日電（記者朱涵）浙江大學光電科學與工程學院/海寧國際聯(lián)合學院狄大衛(wèi)教授和趙保丹研究員團隊通過新型半導體技術(shù)，研制出的微米和納米鈣鈦礦LED，達到了傳統(tǒng)LED難以觸及的90nm像素尺寸新極限。這是目前已知的最小像素尺寸的LED。相關研究成果于英國當?shù)貢r間3月19日發(fā)表于國際權(quán)威學術(shù)期刊《自然》。

狄大衛(wèi)表示，在電子科學領域，不斷縮小基本器件尺寸的過程就是降尺度。降尺度引領著計算機科學、信息顯示和人機交互等領域的技術(shù)發(fā)展。從第一顆紅光LED到如今色域?qū)拸V、色彩豐富的各式屏幕以及AR、VR眼鏡，器件的微型化已經(jīng)成為科學家不斷追求的目標。

趙保丹說，通過縮小LED的尺寸，可實現(xiàn)超高清、超高精度的光電顯示。但受限于復雜的工藝技術(shù)，微米LED的制造成本極高。更為重要的是，當像素尺寸減小到約10微米或更小時，微米LED的效率會急劇下降，而這正是超高分辨率的高端AR/VR應用所需要的像素尺寸。正因為如此，昂貴的價格與較低的發(fā)光效率限制了其大規(guī)模商業(yè)應用的可能。

圖為微米鈣鈦礦LED微顯示器原型呈現(xiàn)的圖像。（圖片由浙江大學狄大衛(wèi)教授和趙保丹研究員團隊提供）

記者了解到，浙江大學團隊在2021年首次提出了“微型鈣鈦礦LED”的概念之后，通過一系列材料和工藝的創(chuàng)新，有效保證了LED的發(fā)光效率，從而能夠制造像素尺寸從數(shù)百微米到90納米的鈣鈦礦LED，并在降尺度的同時，維持了優(yōu)越的性能。

研究人員表示，傳統(tǒng)微米LED在尺寸低于10微米時效率就已經(jīng)顯著下降，而微米和納米鈣鈦礦LED，大約在180納米的極小尺寸才開始顯現(xiàn)降尺寸效應，展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢。

據(jù)了解，這一成果要在實用顯示器件上進行應用，還要由可編程電路來驅(qū)動LED陣列傳達信息，需要與產(chǎn)業(yè)界的進一步合作。浙江大學團隊目前正在積極推動應用。