浙江大学的一项突破性研究成果近日引起了广泛关注。该校的一支研究团队成功研发出微米和纳米级别的钙钛矿LED，这一成就标志着LED技术达到了前所未有的新高度——90纳米尺寸极限，且在这一过程中性能损耗微乎其微。
该研究成果已在《自然》杂志上发表，题为“Downscaling micro- and nano-perovskite LEDs”，详细阐述了这一创新技术的实现过程及其潜在应用。浙江大学作为这一领域的前沿探索者，再次展示了其在光电科学领域的卓越实力。
在电子科学领域，“降尺度”是一个至关重要的概念，它指的是缩小基本器件尺寸的过程。这一过程不仅引领着计算机科学、信息显示和人机交互等领域的技术革命，还为未来显示技术的发展奠定了坚实基础。Micro LED作为一种“降尺度”的LED技术，通过缩小LED尺寸，实现了超高清、超高精度的光电显示。
据浙江大学光电科学与工程学院狄大卫教授介绍，目前世界上最先进的显示技术是基于III-V族半导体的Micro LED，被誉为显示器的“终极技术”。然而，钙钛矿LED作为一种新型光源，在色彩纯度和色域宽度上具有显著优势，为显示技术的未来发展提供了新的可能。
狄大卫团队从三五族半导体Micro LED的微型化研究中获得灵感，开始致力于研制更小的钙钛矿LED。经过初步尝试和探索，团队于2021年首次提出了“微型钙钛矿LED（micro-PeLED）”的概念，并成功获得了国家与国际专利。
然而，钙钛矿LED的微型化并非易事。狄大卫指出，传统的光刻工艺会破坏钙钛矿材料，因此无法直接沿用Micro LED技术。为了克服这一难题，团队设计了一套局域接触工艺，通过引入光刻制作的图案化窗口，确保像素区域远离电极边缘，从而有效保证了LED的发光效率。
这一创新工艺使团队成功制造出了像素尺寸从数百微米到90纳米的钙钛矿LED。研究数据显示，对于绿色和近红外钙钛矿LED而言，当像素尺寸在数百微米到3.5微米范围内时，外量子效率均保持在20%左右。这一性能表现不仅超越了传统Micro LED在尺寸缩小过程中的效率下降问题，还为未来显示技术的发展提供了更为广阔的空间。
研究团队开发的micro和nano-PeLED相较于基于III-V族半导体的Micro LED具有显著优势。在极小尺寸（约180纳米）下才开始显现降尺寸效应，此时的效率降低至最高值的50%。而传统Micro LED在尺寸低于10微米时效率就已经显著下降。这一成果不仅展示了钙钛矿LED在微型化方面的巨大潜力，还为未来显示技术的革新提供了有力支持。
狄大卫教授表示，论文中所展示的nano-PeLED最小可达到90纳米，是迄今为止报道的最小LED像素。基于此成果，团队创建的具有127000 PPI超高分辨率的LED像素阵列也刷新了所有类型LED阵列最高分辨率的纪录。
为了推动这一技术的实际应用，团队与杭州领挚科技携手制作了由TFT背板驱动的有源矩阵micro-PeLED微显示器原型。该原型能够呈现复杂的图像和视频，为钙钛矿LED技术的商业化应用奠定了坚实基础。目前，团队正在积极推动这一技术的进一步发展和应用。
