中南大学团队研制出偏振、谐振腔等光场调控Micro-LEDs

    Micro-LED是一种由微米级LED发光像素组成的阵列显示技术，具有自发光、高分辨率、高亮度、高效率、高对比度、低功耗、高稳定性、长寿命等优点，被认为是革命性的新型显示技术。对Micro-LEDs发散角、出光方向、偏振等出光特性进行调控，将在3D Micro-LED和AR显示等有重要应用。

    中南大学汪炼成联合中科院半导体研究所、湖南大学团队等近年一直致力原位集成超表面光场调控Micro-LED器件研究。

    11月19-21日，其相关成果在苏州举行的第十届国际第三代半导体论坛(IFWS 2024)上报道：通过键合、CMP等工艺，首次提出并实现垂直结构F-P谐振腔Mini/Micro-LED器件 ，光谱半高宽从常规24nm减小到15nm，发光方向性提高16.4%【Applied Physics Letters 121.20(2022)】； 通过原位集成亚波长金属光栅，首次报道线偏振Micro-LED ，TM/TE=6.2倍，等效消光比为14dB,并通过沉积介质膜和反射镜侧壁工程，进一步提高偏振比【Applied Physics Letters 122.11(2023);Applied Physics Letters 124.11(2024)】;首次提出圆偏振Micro-LED ，横电波反射率超过80%，消光比达到38 dB以上【Optics Letters 46.11 (2021): 2666-2669】;首次设计报道指向发光Micro-LED ，实现高效率宽角度范围指向出光，以及任意角度出光和双角度指向出光【Optics Letters 46.14 (2021): 3476-3479】。

图1：光场调控Micro-LED示意图

    （a）线偏振Micro-LED；（b）圆偏振Micro-LED；

    （c）谐振腔Micro-LED；（d）指向发光Micro-LED；