電子和光子學(xué)領(lǐng)域的許多技術(shù)突破都是通過縮小尺寸實現(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，它們表現(xiàn)出嚴重的效率損失，這阻礙了它們在商業(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)在大范圍的像素長度(650至3.5微米)內(nèi)保持在20%左右，在尺寸縮小時表現(xiàn)出最小的性能降低。我們的納米像素長度低至約90納米，是目前報道的最小的LED，在所有類別的LED陣列中，像素密度達到創(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，具有前所未有的緊湊性和可擴展性。

另外，2025年3月19日，浙江大學(xué)梁廷波團隊在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)致了計算能力和人機交互的革命。micro-LEDs從基于III–V半導(dǎo)體的傳統(tǒng)LEDs發(fā)展而來，通過縮小尺寸達到微米級，表現(xiàn)出增強的發(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)勢推動了近眼顯示技術(shù)的最新發(fā)展，包括虛擬現(xiàn)實(VR)和增強現(xiàn)實(AR)。

微型發(fā)光二極管的生產(chǎn)過程包括外延生長、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，微型發(fā)光二極管的效率損失很大。?通過制備基于III-V材料的納米結(jié)構(gòu)LEDs，在以更小的長度規(guī)模實現(xiàn)高器件性能方面取得了重要進展。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)造了迄今為止報道的最小的LED像素。同時，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展性的下一代光源的潛力。

參考信息：

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