La tecnología de los diodos emisores de luz a escala microscópica, conocidos como micro-LEDs, está en la vanguardia del desarrollo de pantallas de alta resolución y aplicaciones en comunicaciones ópticas, realidad aumentada y dispositivos portátiles. Los perovskitas de haluros metálicos han demostrado un gran potencial para la emisión eficiente de luz, el transporte de portadores a larga distancia y la fabricación escalable, lo que los convierte en candidatos ideales para pantallas LED brillantes.
No obstante, la fabricación de perovskitas en forma de película delgada, que son adecuadas para micro-LEDs, enfrenta serios desafíos. Las películas delgadas de perovskita pueden presentar emisión de luz inhomogénea y sus superficies pueden ser inestables al ser sometidas a litografía. Por esta razón, se necesitan soluciones que hagan compatibles las perovskitas delgadas con dispositivos micro-LED.
Avances en la investigación de perovskitas
Recientemente, un equipo de investigadores chinos liderado por el profesor Wu Yuchen, del Instituto Técnico de Física y Química de la Academia China de Ciencias, ha logrado avances significativos en la superación de estos desafíos. El equipo ha desarrollado un método novedoso para el crecimiento epitaxial remoto de películas delgadas de perovskita cristalina continua. Este avance permite la integración fluida en micro-LEDs de ultralta resolución con píxeles de menos de 5 μm.
Los resultados de su investigación, publicados en Nature Nanotechnology el 15 de enero, describen una técnica de crecimiento epitaxial remoto que utiliza una capa intermedia de grafeno para crear películas delgadas de perovskita cristalina continua en un área de 4 cm2. Este método elimina efectivamente los límites de grano y logra una orientación cristalográfica pura en sentido vertical.
Utilizando estas películas delgadas de perovskita de un solo cristal y autoportantes, los investigadores lograron resultados notables para los micro-LEDs, incluyendo una eficiencia de electroluminiscencia del 16,1%, un brillo de 4 × 105 cd m-2 y una resolución ultralta con un tamaño de píxel de 4 μm. Las perovskitas autoportantes pueden integrarse fácilmente con plataformas electrónicas comerciales, permitiendo el control independiente y dinámico de cada píxel, aplicable tanto a imágenes estáticas como a pantallas de video.
Este método también hace posible la construcción de pantallas micro-LED a todo color mediante la integración de múltiples componentes de perovskita. Además, las películas de perovskita pueden integrarse monolíticamente con estructuras nanofotónicas, como metasuperficies resonantes y cristales fotónicos, abriendo el camino para el desarrollo de dispositivos fotónicos ultracompactos.
Más información:
Meng Yuan et al, Remote epitaxial crystalline perovskites for ultrahigh-resolution micro-LED displays, Nature Nanotechnology (2025). DOI: 10.1038/s41565-024-01841-9
Proporcionado por
Academia China de Ciencias
