Nghiệm thu nhiệm vụ thiết kế và chế tạo micro LED ứng dụng màng nhôm oxit

Điểm mới của nhóm nghiên cứu là ứng dụng màng nhôm oxit (AAO) chế tạo kinh kiện bán dẫn phát quang kích thước nm cấu trúc thanh nano. Từ đó, hình thành nên các đèn LED kích thước micromet (micro LED).

Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM vừa tổ chức Hội đồng nghiệm thu nhiệm vụ khoa học và công nghệ “Thiết kế và chế tạo đèn điốt bán dẫn kích thước micro mét cấu trúc InGaN dây nano với hiệu suất phát quang cao ứng dụng trong kỹ thuật trình chiếu thông minh”. Nhiệm vụ do Viện Công nghệ Hóa học chủ trì, được triển khai từ cuối năm 2019.

Báo cáo tại buổi nghiệm thu, TS. Nguyễn Hoàng Duy (chủ nhiệm nhiệm vụ) cho biết, nhóm thực hiện đã thiết kế và mô phỏng cấu trúc thanh nano của đèn LED có hiệu suất phát quang cao (với vùng hoạt động gồm 10 lớp giếng lượng tử InGaN (dày khoảng 3nm) xen kẽ với 10 lớp rào điện tử AlGaN (dày khoảng 3nm), chiều dài lớp n-GaN khoảng 250nm, chiều dài lớp p-GaN khoảng 100-150nm) bằng các phần mềm Advanced Physical Models of Semiconductor Devices (APSYS) và Finite difference time domain (FDTD).

Nhóm nghiên cứu đã chế tạo các màng AAO bằng phương pháp điện hóa. Sau đó, sử dụng màng AAO làm mặt nạ để phát triển các thanh nano theo kỹ thuật nuôi có lựa chọn (selective area growth) giúp quá trình phát triển các thanh nano dễ dàng hơn. Đặc biệt là sự phân bố các thanh nano cũng như kích thước và vị trí của thanh trên đế được điều chỉnh tốt hơn so với kỹ thuật nuôi thanh nano ngẫu nhiên.

Điểm mới của nhóm nghiên cứu là ứng dụng màng nhôm oxit (AAO) chế tạo kinh kiện bán dẫn phát quang kích thước nm cấu trúc thanh nano. Từ đó, hình thành nên các đèn LED kích thước micromet (micro LED). Micro LED được xem là công nghệ hiển thị thế hệ tiếp theo, có khả năng thay thế các màn hình OLED và LCD. Micro LED là công nghệ mới, sử dụng các điểm ảnh là đi-ốt tự phát sáng được làm bằng chất liệu vô cơ thay vì hữu cơ như trên các công nghệ trước, chưa có sản phẩm được thương mại hóa, chỉ được một số hãng lớn như Apple, Samsung công bố trong giai đoạn R&D. Micro LED được đánh giá là công nghệ đột phá, sở hữu các đặc tính như nhẹ hơn, mỏng hơn và hiển thị tốt hơn so với các dòng màn hình hiện nay.

Về kết quả của nhiệm vụ, nhóm thực hiện đã đăng ký bảo hộ sở hữu trí tuệ cho (1) công nghệ chế tạo micro LED cấu trúc thanh nano không dùng lớp bẫy điện tử bằng kỹ thuật MBE, và (2) công nghệ chế tạo micro LED bằng kỹ thuật MBE và sử dụng màng AAO. MBE là kỹ thuật chùm phân tử (molecular beam epitaxy).

Micro LED cấu trúc thanh nano sử dụng màng AAO có chi phí sản xuất thấp, đáp ứng yêu cầu cho ứng dụng trong màn hình hiển thị thông minh với độ phân giải cao như thiết bị thực tế ảo AR/VR, thiết bị truyền tín hiệu, cảm biến y sinh, quang học di truyền... Đây cũng sẽ là công nghệ tiềm năng góp phần nâng cao sự phát triển kinh tế khi được thương mại hóa.

Hoàng Kim (CESTI)