پژوهشگران به‌تازگی برای حل مشکلات در ارتباط با LEDهای نیتریدی طول‌موج بلند، ساختارهای نانوLED مبتنی بر InGaN را طراحی کردند که بسیار نویدبخش هستند. اولین کاربرد از این فناوری جدید می‌تواند در صنعت نمایشگر باشد.
ساخت LED با استفاده از نانوساختارهای نیترید گالیم
در سال ۲۰۱۴، جایزه نوبل در بخش فیزیک به کشف LED نور آبی مبتنی بر گالیوم نیترید و استفاده آن برای لامپ‌های سفید LED جدید و کارامد تعلق گرفت. تلاش‌های بسیاری در این زمینه انجام شد. لایه‌های فعال در این نوع از دیودها کمتر از یک میکرومتر ضخامت دارند. این بدین معنی است که اکثر مواد در LEDهای مسطح که اکنون در دسترس هستند ( و دارای ضخامت چند صد میکرومتری هستند) استفاده نمی‌شوند. این امر باعث شد تا تحقیقات در مورد LEDهای کارامد با ابعاد نانومتری با سرعت بیشتری انجام گیرند. در چند سال گذشته، مشخص شده است که یک LED کارامد را می‌توان به‌صورت یک نانوساختار سه‌بعدی ساخت که در آن اجزای فعال کمتر از یک میکرومتر فضا اشغال می‌کنند. ساختارهای LED نانومتری می‌‌توانند شکل‌های مختلفی همچون سیم‌های بلند، هرمی، مکعبی یا مسطح داشته باشند. برای رشد هر یک از این اشیا کوچک، بخش‌های مختلف ( شامل لایه‌های تماس و منطقه فعال که در آنجا نور تولید می‌شود) استفاده می‌شوند. خصوصیات اساسی و پایه‌ای مواد محدودیت‌هایی را بر روی رشد و در نتیجه شکل نانوLED اعمال می‌کند. برای LEDهای نور مرئی، نیتریدهای III ( گالیوم نیترید، آلومینیوم نیترید، ایندیوم نیترید و آلیاژهای آنها) بسیار مناسب هستند.
LEDهای نانوسیمی
این ابزارها به‌طور کلی مشابه نانومیله‌ها با مقاطع هگزاگونالی هستند که لایه‌های مختلف در یک حالت متحدالمرکز اطراف یک بخش مرکزی رشد مییابند. منطقه فعال متشکل از چاه‌های کوانتومی (QWs) ایندیوم گالیوم نیترید در وجوه صفحه m ( که m بیانگر یک جهت‌گیری کریستالوگرافی ویژه است) می‌باشد. تمام لایه‌های دیگر در ساختار ( هسته، لایه زیرین، لایه‌های مرزی QW، لایهp، و لایه تماسp) از گالیوم نیترید رشد مییابند. یکی از معایب این طراحی این است که به‌دلیل محدویت‌هایی در ادغام‌سازی ایندیوم در صفحه-m، نشر طولموجهای بزرگتر از نور سبز مشکل است. علاوه‌براین یک کشش ناجور شبکه‌ای بزرگ در منطقه QW فعال برای غلظت های بالای ایندیوم در طولموجهای بلند وجود دارد. این در نهایت باعث ایجاد نقص‌ها و کارامدی تابشی کاهش یافته برای LED می‌شود. در کار تحقیقاتی جدید، پژوهشگران سعی کرده‌اند تا این مشکلات را برطرف سازند. اصلی‌ترین عامل پیش‌برنده این تحقیق نیاز به تولید آلیاژ سه‌تایی InGaN است. هدف اساسی این تیم تحقیقاتی استفاده از صفحه-c برای رشد ساختار LED اصلی است که سبب بهبود ادغام ایندیوم می‌شود ( c بیانگر یکی دیگر از جهت‌گیری‌های کریستالوگرافی است). این طراحی امکان نشر تا طولموجهای قرمز را فراهم می‌سازد. برای اداره کردن میدان‌های پلاریزاسیون موجود در ساختارهای صفحه-c، تمام لایه‌ها در ساختار باید از InGaN ساخته شوند که باعث کاهش کشش می‌شود.
در این کار جدید محققان نشان دادند که چگونه یک توالی منحصربفرد از مراحل رشد و پردازش منجر به تشکیل صفحات کاملاً آسایش‌یافته با جهت گیریc می‌شود. اکنون بر روی این بسترها می‌توان چاه‌های کوانتومی غنی‌تر از ایندیوم را، رشد داد که برای نشر از طریق محدوده طیفی سبز تا قرمز طراحی شده‌اند.
یک مجموعه نوین از روش‌های مبتنی بر نانوسیم‌ها امکان توسعه و پیشرفت LEDهای آبی، سبز و قرمز را فراهم آورده است و برای استفاده در کاربردهای پیشرفته نمایشگری بسیار نویدبخش هستند.
