浙江大学突破LED技术极限，成功研发90纳米钙钛矿LED

3月21日，浙江大学宣布了一项重大科研突破。该校光电科学与工程学院/海宁国际联合学院狄大卫教授和赵保丹研究员团队成功研发出微米和纳米钙钛矿LED（micro-PeLED和nano-PeLED），并达到了传统LED难以触及的90纳米尺寸新极限。这一成果不仅刷新了LED像素尺寸的最小纪录，而且在降尺度过程中仅造成了微弱的性能损耗。

狄大卫教授在介绍这项研究时表示，制造微型钙钛矿LED并非易事。传统的方法是对顶部和底部的电极接触进行图案化，用电极重叠的区域定义发光像素区域。然而，这种方法会使像素边界处的钙钛矿材料暴露在电极边缘，容易产生非辐射能量损耗，进而降低LED的效率。为了克服这一难题，研究团队设计了一套创新的局域接触工艺。该工艺能够在附加绝缘层中引入由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。

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。传统Micro LED在尺寸低于10微米时效率就会显著下降，而浙江大学研发的钙钛矿LED在尺寸减小至约180纳米时才开始显现降尺寸效应，此时的效率仍保持在最高值的50%。更令人瞩目的是，论文中所展示的nano-PeLED最小可达到90纳米，这是迄今为止公开报道的最小LED像素。

基于这一突破性技术，研究团队还创建了具有127000 PPI超高分辨率的LED像素阵列，这一分辨率也刷新了所有类型LED阵列的最高纪录。狄大卫教授表示，这一成果不仅展示了钙钛矿LED在微型化方面的巨大潜力，也为未来超高清显示技术的发展奠定了坚实基础。

谈及这一成果的应用前景，狄大卫教授满怀信心地表示，研究成果中展示的nano - PeLED（纳米钙钛矿LED）最小可达到90纳米，研究团队创建的具有127000 PPI（每英寸像素数量）超高分辨率的LED像素阵列，创造了所有类型LED阵列最高分辨率的纪录。目前，浙大研发团队已与杭州领挚科技携手制作由TFT（薄膜晶体管）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，这将大大推动下一代光源技术和AR/VR（增强现实/虚拟现实）显示领域的发展，让相关应用场景变得更加丰富多彩。



此外，浙江大学研究团队还与杭州领挚科技携手合作，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，展示了钙钛矿LED在实际应用中的广阔前景。狄大卫教授指出，微米和纳米钙钛矿LED在AR/VR显示等领域具有巨大应用潜力，有望为下一代光源技术和显示技术带来革命性变革。

这项研究成果已于近日以“Downscaling micro- and nano-perovskite LEDs”为题发表在国际顶级期刊《自然》上，引起了国内外学术界的广泛关注。审稿人对论文背后巨大的工作量表示赞叹，认为这一成果集合了所有主要作者所掌握的关键技术，是团队智慧和努力的结晶。