ज़ियामेन विश्वविद्यालय के एक शोध दल ने प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित किया है कि षट्कोणीय मेसा संरचना का उपयोग इंडियम गैलियम नाइट्राइड (इनगैन) माइक्रोग्रीन प्रकाश उत्सर्जक डायोड (नेतृत्व किया) के प्रदर्शन में उल्लेखनीय सुधार कर सकता है। *ऑप्टिक्स एक्सप्रेस*, खंड 33, पृष्ठ 42747, 2025 में प्रकाशित यह शोध विस्तार से बताता है कि माइक्रोएलईडी मेसा की ज्यामिति को अनुकूलित करके कैसे वर्तमान एकरूपता की समस्याओं का समाधान किया जा सकता है और फोटोइलेक्ट्रॉनिक दक्षता में सुधार किया जा सकता है—जो अगली पीढ़ी की डिस्प्ले और संचार तकनीकों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। "hmesa" माइक्रोएलईडी पर उभरे हुए क्षेत्र को संदर्भित करता है जो प्रकाश उत्सर्जक सतह (लेस) बनाता है, जो प्रकाश उत्सर्जन का मुख्य घटक है।
1. अनुसंधान डिजाइन: तीन मेसा संरचनाओं की तुलना और षट्कोणीय संरचनाओं के लाभ
इस अध्ययन में तीन मेसा संरचनाओं की तुलना की गई: वृत्ताकार, वर्गाकार और षट्कोणीय। सभी संरचनाएँ इंडियम गैलियम नाइट्राइड/गैलियम नाइट्राइड (इनगैन/गण मन) बहुपरत पदार्थों से निर्मित की गई थीं, जिन्हें धातु-कार्बनिक रासायनिक वाष्प निक्षेपण (एमओसीवीडी) का उपयोग करके पैटर्नयुक्त नीलम सब्सट्रेट पर उगाया गया था।
षट्कोणीय मेसा, अपने छह समान रूप से वितरित शीर्षों के साथ, तीन प्रमुख अनुकूलन प्राप्त करता है:
* यह केंद्रीय पी-इलेक्ट्रोड और मेसा किनारे के बीच अधिकतम दूरी को छोटा करता है, सक्रिय क्षेत्र के भीतर वर्तमान प्रसार की एकरूपता में सुधार करता है;
* यह सामान्यतः वर्गाकार मेसा में पाई जाने वाली कोने में धारा संचय की समस्या को कम करता है, तथा कम धारा घनत्व वाले क्षेत्रों को कम करता है, जो प्रदर्शन में गिरावट का कारण बनते हैं;
* इसमें संतुलित परिधि-से-इलेक्ट्रोड क्षेत्र (पी/ए) अनुपात होता है, जो परजीवी पुनर्संयोजन को दबाते हुए वाहक इंजेक्शन दक्षता को अनुकूलित करता है।
2. अनुप्रयोग मूल्य: लघु हरे एलईडी के मुख्य परिदृश्य और तकनीकी महत्व
मानव आँख की अधिकतम संवेदनशीलता सीमा के भीतर काम करने वाले लघु हरे एल.ई.डी., उच्च-निष्ठा रंग डिस्प्ले, संवर्धित वास्तविकता/आभासी वास्तविकता (ए.आर./वी.आर.) प्रणाली, फोटोथेरेपी और दृश्य प्रकाश संचार जैसे क्षेत्रों में प्रमुख उपकरण हैं।
इस शोध का मुख्य मूल्य यह प्रदर्शित करने में निहित है कि सूक्ष्म-स्तरीय संरचनात्मक ज्यामिति अनुकूलन से पदार्थ संरचना में परिवर्तन किए बिना मात्रात्मक प्रदर्शन सुधार प्राप्त किए जा सकते हैं। षट्कोणीय मेसा, अपनी उत्कृष्ट धारा प्रसार क्षमता, कम गैर-विकिरणीय हानि और उच्च बाह्य क्वांटम दक्षता (ईक्यूई) के साथ, उच्च-दक्षता वाले सूक्ष्म-प्रदर्शन और संचार एलईडी के लिए एक अत्यंत आशाजनक संरचनात्मक समाधान बन गया है, जो लघुकृत, उच्च-चमकदार और दीर्घ-आयु वाले फोटोनिक उपकरणों के प्रति उद्योग के रुझान के साथ पूरी तरह मेल खाता है।
3. प्रायोगिक डेटा: षट्कोणीय संरचनाओं के प्रदर्शन लाभों का परिमाणीकरण
विद्युत प्रदर्शन परीक्षण में, तीन संरचनात्मक उपकरणों का टर्न-ऑन वोल्टेज लगभग 3.3V पर स्थिर रहा, लेकिन उच्च पूर्वाग्रह वोल्टेज पर महत्वपूर्ण अंतर देखा गया:
10V के बायस वोल्टेज पर, षट्कोणीय नेतृत्व किया का धारा घनत्व 285.8A/सेमी² तक पहुंच गया, जो वर्गाकार (199.9A/सेमी²) और वृत्ताकार (164.7A/सेमी²) मेसा से कहीं अधिक था; यह डेटा इंगित करता है कि अनुकूलित धारा प्रसार प्रभाव सीधे वाहक इंजेक्शन दक्षता में सुधार करता है।
जैसे-जैसे धारा बढ़ती है, षट्कोणीय नेतृत्व किया का उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य 2.9nm का महत्वपूर्ण नीला विस्थापन प्रदर्शित करता है, जिसका अर्थ है कि अधिक समान वाहक वितरण क्वांटम परिरोध प्रभाव को कम करता है।
ऑप्टिकल प्रदर्शन परीक्षण में, षट्कोणीय संरचना के लाभ और भी अधिक स्पष्ट हो गए:
200 A/सेमी² के इंजेक्शन धारा घनत्व पर, षट्कोणीय माइक्रो-एलईडी का आउटपुट शक्ति घनत्व 4.94 W/सेमी² तक पहुंच गया, जो वृत्ताकार (3.86 W/सेमी²) और वर्गाकार (3.14 W/सेमी²) संरचनाओं से अधिक था;
इसकी बाह्य क्वांटम दक्षता (ईक्यूई) 10.41 ए/सेमी² के वर्तमान घनत्व पर 19.9% पर पहुंच गई, जो गोलाकार (16.9%) और वर्गाकार (17.6%) उपकरणों से बेहतर है;
धारा के साथ दक्षता ह्रास के एक प्रमुख संकेतक के रूप में, षट्कोणीय संरचना की ईक्यूई क्षय दर केवल 48.2% थी, जो वृत्ताकार (52.4%) और वर्गाकार (56.1%) संरचनाओं की तुलना में कम थी, जो तापीय संतुलन और इलेक्ट्रॉन-छिद्र पुनर्संयोजन संतुलन में इसके बेहतर प्रदर्शन को प्रदर्शित करता है।
