電子和光子學(xué)領(lǐng)域的許多技術(shù)突破都是通過(guò)縮小尺寸實(shí)現(xiàn)的，縮小尺寸是指將基本設(shè)備的尺寸縮小1-5倍的過(guò)程。基于III-V族半導(dǎo)體的發(fā)光二極管(LEDs)的尺寸縮小導(dǎo)致了micro-LEDs的出現(xiàn)，這是一種用于顯示的“終極技術(shù)”。然而，微型發(fā)光二極管的生產(chǎn)成本很高，并且當(dāng)像素尺寸減小到大約10微米或更小時(shí)，它們表現(xiàn)出嚴(yán)重的效率損失，這阻礙了它們?cè)谏虡I(yè)應(yīng)用中的潛力。

2025年3月19日，浙江大學(xué)狄大衛(wèi)、趙保丹共同通訊在Nature在線發(fā)表題為“Downscaling micro- and nano-perovskite LEDs ”的研究論文，該研究展示了一種基于鈣鈦礦半導(dǎo)體的新興LEDs的尺寸縮小到傳統(tǒng)尺寸極限以下的方案。

通過(guò)防止像素邊界處非輻射損失的局部接觸制造方案，展示了特征像素長(zhǎng)度從數(shù)百微米低至約90 nm的微米和納米鈣鈦礦LEDs(微米像素/納米像素)。對(duì)于我們的近紅外(NIR)和綠色微像素，平均外部量子效率(EQEs)在大范圍的像素長(zhǎng)度(650至3.5微米)內(nèi)保持在20%左右，在尺寸縮小時(shí)表現(xiàn)出最小的性能降低。我們的納米像素長(zhǎng)度低至約90納米，是目前報(bào)道的最小的LED，在所有類(lèi)別的LED陣列中，像素密度達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的127，000像素/英寸(PPI)。該研究展示了micro-和nano-PeLED作為下一代光源技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，具有前所未有的緊湊性和可擴(kuò)展性。

另外，2025年3月19日，浙江大學(xué)梁廷波團(tuán)隊(duì)在Nature在線發(fā)表題為“Oncolytic virus VG161 in refractory hepatocellular carcinoma”的研究論文，該研究揭示了溶瘤病毒VG161在難治性肝癌中的作用（點(diǎn)擊閱讀）。

縮小電子設(shè)備的尺寸是信息科學(xué)和技術(shù)的永恒追求，導(dǎo)致了計(jì)算能力和人機(jī)交互的革命。micro-LEDs從基于III–V半導(dǎo)體的傳統(tǒng)LEDs發(fā)展而來(lái)，通過(guò)縮小尺寸達(dá)到微米級(jí)，表現(xiàn)出增強(qiáng)的發(fā)光性能，具有高亮度、高分辨率、低能耗和快速響應(yīng)。這些優(yōu)勢(shì)推動(dòng)了近眼顯示技術(shù)的最新發(fā)展，包括虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)。

微型發(fā)光二極管的生產(chǎn)過(guò)程包括外延生長(zhǎng)、自上而下的蝕刻和傳質(zhì)。隨著尺寸縮小，可靠加工微型發(fā)光二極管的難度加大，導(dǎo)致產(chǎn)量有限，生產(chǎn)成本大幅增加。當(dāng)像素尺寸減小到接近或小于10微米時(shí)，微型發(fā)光二極管的效率損失很大。?通過(guò)制備基于III-V材料的納米結(jié)構(gòu)LEDs，在以更小的長(zhǎng)度規(guī)模實(shí)現(xiàn)高器件性能方面取得了重要進(jìn)展。然而，這些LEDs的高要求制造工藝限制了商業(yè)應(yīng)用的長(zhǎng)期前景。

micro-和nano-PeLED的制造工藝（圖源自Nature）

該研究創(chuàng)造了微米和納米鈣鈦礦LED（micro-和nano-PeLED），這些器件的像素尺寸從數(shù)百微米到90納米，創(chuàng)造了迄今為止報(bào)道的最小的LED像素。同時(shí)，創(chuàng)建的具有127,000PPI超高分辨率的LED像素陣列，也創(chuàng)造了所有類(lèi)型LED陣列的最高分辨率紀(jì)錄。該研究突出了微米和納米像素作為具有前所未有的可擴(kuò)展性的下一代光源的潛力。

參考信息：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-08685-w