ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเซียะเหมินได้ทดลองพิสูจน์แล้วว่าการใช้โครงสร้างเมซารูปหกเหลี่ยมสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของไดโอดเปล่งแสง (นำ) ไมโครกรีน อินเดียมแกลเลียมไนไตรด์ (อินกาน) ได้อย่างมีนัยสำคัญ งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน *เลนส์ ด่วน* เล่มที่ 33 หน้า 42747 ปี 2025 โดยให้รายละเอียดว่าการปรับรูปทรงเรขาคณิตของเมซาไมโครแอลอีดีให้เหมาะสมที่สุดสามารถแก้ปัญหาความสม่ำเสมอในปัจจุบันและปรับปรุงประสิทธิภาพของโฟโตอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเทคโนโลยีการแสดงผลและการสื่อสารยุคใหม่ "mesa" หมายถึงพื้นที่ยกตัวบนไมโครแอลอีดีที่ก่อตัวเป็นพื้นผิวเปล่งแสง (เลส) ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักสำหรับการเปล่งแสง
1. การออกแบบการวิจัย: การเปรียบเทียบโครงสร้างเมซาสามแบบและข้อดีของโครงสร้างหกเหลี่ยม
การศึกษานี้เปรียบเทียบโครงสร้างเมซาสามแบบ ได้แก่ แบบวงกลม แบบสี่เหลี่ยม และแบบหกเหลี่ยม โครงสร้างทั้งหมดสร้างขึ้นจากวัสดุหลายชั้นของอินเดียมแกลเลียมไนไตรด์/แกลเลียมไนไตรด์ (อินกาน/กาน) ที่ปลูกบนพื้นผิวแซฟไฟร์ที่มีลวดลายโดยใช้การสะสมไอเคมีอินทรีย์โลหะ (เอ็มโอซีวีดี)
เมซารูปหกเหลี่ยมที่มีจุดยอดกระจายเท่าๆ กัน 6 จุด บรรลุการเพิ่มประสิทธิภาพที่สำคัญ 3 ประการ:
* ช่วยลดระยะห่างสูงสุดระหว่างอิเล็กโทรด p ตรงกลางและขอบเมซา ทำให้การแพร่กระจายของกระแสไฟฟ้าสม่ำเสมอภายในบริเวณที่ทำงาน
* ช่วยบรรเทาปัญหาการสะสมกระแสไฟที่มุมซึ่งมักพบในพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส โดยลดพื้นที่ที่มีความหนาแน่นกระแสไฟต่ำซึ่งนำไปสู่การลดประสิทธิภาพ
* มีอัตราส่วนพื้นที่ต่อปริมณฑล (P/A) ที่สมดุล ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการฉีดพาหะในขณะที่ยับยั้งการรวมตัวของปรสิต
2. มูลค่าการใช้งาน: สถานการณ์หลักและความสำคัญทางเทคโนโลยีของ นำ สีเขียวขนาดเล็ก
นำ สีเขียวขนาดเล็กที่ทำงานภายในช่วงความไวแสงสูงสุดของดวงตาของมนุษย์ ถือเป็นอุปกรณ์สำคัญในสาขาต่างๆ เช่น จอแสดงผลสีที่มีความเที่ยงตรงสูง ระบบความจริงเสริม/ความจริงเสมือน (อาร์/วีอาร์) การบำบัดด้วยแสง และการสื่อสารด้วยแสงที่มองเห็นได้
คุณค่าหลักของงานวิจัยนี้อยู่ที่การแสดงให้เห็นว่าการปรับปรุงโครงสร้างเรขาคณิตในระดับจุลภาคสามารถบรรลุการปรับปรุงประสิทธิภาพที่วัดปริมาณได้โดยไม่เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของวัสดุ หกเหลี่ยม เมซ่า ซึ่งมีความสามารถในการกระจายกระแสที่เหนือกว่า การสูญเสียที่ไม่แผ่รังสีที่ต่ำกว่า และประสิทธิภาพควอนตัมภายนอก (อีคิวอี) ที่สูงขึ้น ได้กลายเป็นโซลูชันโครงสร้างที่มีแนวโน้มสูงสำหรับจอแสดงผลขนาดเล็กและ นำ การสื่อสารประสิทธิภาพสูง ซึ่งสอดคล้องกับแนวโน้มของอุตสาหกรรมที่มุ่งสู่อุปกรณ์โฟโตนิกส์ขนาดเล็ก ความสว่างสูง และอายุการใช้งานยาวนาน
3. ข้อมูลการทดลอง: การวัดข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพของโครงสร้างหกเหลี่ยม
ในการทดสอบประสิทธิภาพทางไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าเปิดของอุปกรณ์โครงสร้างทั้งสามยังคงที่อยู่ที่ประมาณ 3.3V แต่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญที่แรงดันไฟฟ้าไบอัสสูง:
ที่แรงดันไบอัส 10V ความหนาแน่นของกระแสไฟของ นำ หกเหลี่ยมจะสูงถึง 285.8A/ซม.² ซึ่งสูงกว่าความหนาแน่นของกระแสไฟของ นำ ทรงสี่เหลี่ยม (199.9A/ซม.²) และทรงกลม (164.7A/ซม.²) มาก ข้อมูลนี้บ่งชี้ว่าเอฟเฟกต์การกระจายกระแสไฟที่ปรับให้เหมาะสมจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการฉีดพาหะโดยตรง
เมื่อกระแสไฟเพิ่มขึ้น ความยาวคลื่นการปล่อยของ นำ หกเหลี่ยมจะแสดงการเลื่อนไปทางสีน้ำเงินอย่างมีนัยสำคัญที่ 2.9 นาโนเมตร ซึ่งหมายความว่าการกระจายตัวของพาหะที่สม่ำเสมอมากขึ้นจะลดเอฟเฟกต์การจำกัดควอนตัม
ในการทดสอบประสิทธิภาพทางแสง ข้อดีของโครงสร้างหกเหลี่ยมก็ชัดเจนยิ่งขึ้น:
ที่ความหนาแน่นกระแสไฟฉีด 200 A/ซม.² ความหนาแน่นของพลังงานเอาต์พุตของไมโคร นำ หกเหลี่ยมจะสูงถึง 4.94 W/ซม.² ซึ่งสูงกว่าโครงสร้างแบบวงกลม (3.86 W/ซม.²) และแบบสี่เหลี่ยม (3.14 W/ซม.²)
ประสิทธิภาพควอนตัมภายนอก (อีคิวอี) สูงสุดที่ 19.9% ที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า 10.41 A/ซม.² เหนือกว่าอุปกรณ์แบบวงกลม (16.9%) และแบบสี่เหลี่ยม (17.6%)
โครงสร้างหกเหลี่ยมซึ่งเป็นตัวบ่งชี้หลักของการเสื่อมประสิทธิภาพด้วยกระแสไฟฟ้า อัตราส่วนการสลายตัวของ อีคิวอี อยู่ที่เพียง 48.2% เท่านั้น ซึ่งต่ำกว่าโครงสร้างวงกลม (52.4%) และโครงสร้างสี่เหลี่ยม (56.1%) ซึ่งแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในการรักษาสมดุลความร้อนและการรักษาสมดุลการรวมตัวของอิเล็กตรอน-โฮล
