微米级发光二极管 (μLED) 是用于头戴式显示器、手机和电视的下一代 microLED 显示器的理想构建模块，因为它们亮度高、响应速度快、使用寿命长且耗能少。KAUST 研究人员已经证明，这些缩小的设备可以有效地发射整个可见光谱的光。创造彩虹中所有颜色的微型发光设备对于下一代手机和屏幕至关重要。

与传统 LED 显示器一样，全彩 μLED 产品将需要蓝色、绿色和红色光源阵列。氮化物基合金是一组半导体材料，提供了实现这一目标的途径，因为通过正确的化学混合，它们可以发出所有三种颜色。

然而，当氮化物器件的尺寸减小到微米级时，它们的光发射器变得非常差。减小器件尺寸的主要障碍是在制造过程中对 LED 结构侧壁的损坏，博士解释说，缺陷为无助于发光的漏电流提供了一条电气路径。 这种效果随着 LED 尺寸的缩小而变得更糟，这将 LED 尺寸限制在大约 400 x 400 微米。

Velazquez-Rizo 与他的同事 Zhe Zhuang、Daisuke Iida 和 Kazuhiro Ohkawa 一起开发了仅 17 × 17 微米的亮红色氮化铟镓微型发光二极管 (μLED)。

该团队使用经过彻底校准的原子沉积技术创建了一个 10 x 10 的红色 μLED 阵列。然后使用化学处理消除对 μLED 侧壁的损坏。我们通过原子尺度观察证实，处理后侧壁具有高结晶度，Velazquez-Rizo 说，进行这种类型的观察需要专门的工具和样品制备。研究负责人大川对此表示赞同。如果没有这种显微镜技术，我们就无法实现和确认这一成就。

他们观察到设备表面每平方毫米的输出功率非常高，为 1.76 毫瓦——与之前报告输出功率每平方毫米不到 1 毫瓦的设备相比，这是一个显着的改进。然后，该团队展示了他们的红色 μLED 与绿色和蓝色氮化铟镓 μLED，以创建一个宽色域设备。

我们研究的下一步是进一步提高我们的 μLED 的效率，并将它们的横向尺寸减小到 10 微米以下，Velazquez-Rizo 说。