浙江大学研发出微米和纳米钙钛矿LED，为迄今已公开最小 LED 像素

IT之家 3 月 21 日消息，浙江大学宣布，该校研究团队成功研发出微米和纳米钙钛矿 LED，并达到了传统 LED 难以触及的 ——90nm 尺寸新极限，同时降尺度过程仅造成微弱的性能损耗。

相关研究成果已于昨日以“Downscaling micro- and nano-perovskite LEDs”为题发表在《自然》上（DOI:10.1038/s41586-025-08685-w）。

▲ 图源：浙江大学

IT之家注：“降尺度”在电子科学中特指缩小基本器件尺寸的过程，引领着计算机科学、信息显示和人机交互等领域的技术革命。Micro LED 就是一种“降尺度”的 LED，通过缩小 LED 的尺寸，可实现超高清、超高精度的光电显示。

浙江大学光电科学与工程学院 / 海宁国际联合学院狄大卫教授介绍称，“目前世界最先进的显示技术是基于 III-V 族半导体的 Micro LED，被认为是显示器的‘终极技术’。”

钙钛矿 LED 是一种可应用于显示、照明和通讯等领域的新型光源，在色彩纯度、色域宽度上有极大的优势。几年前，从三五族半导体 Micro LED 的微型化研究中得到启发，狄大卫团队开始研制用于未来显示技术的更小的钙钛矿 LED。

初步尝试后，团队于 2021 年首次提出了“微型钙钛矿 LED（micro-PeLED）”的概念，后续获得了国家与国际专利。

“对钙钛矿 LED 进行微型化并不能沿用 Micro LED 技术。而且，传统的光刻工艺会破坏钙钛矿材料。”狄大卫说，“制造微型钙钛矿 LED 最简单的方法是对顶部和底部的电极接触进行图案化，用电极重叠的区域定义发光像素区域，但是这种方法会使像素边界处的钙钛矿材料暴露在电极边缘，容易产生非辐射能量损耗，进而使 LED 效率降低。”

“我们设计了一套局域接触工艺，其能够在附加绝缘层中引入由光刻制作的图案化窗口，以确保像素区域远离电极边缘。”连亚霄介绍。

图：Micro / nano-PeLED 与其他 LED 技术的比较

这一工艺有效保证了 LED 的发光效率，使团队能够制造像素尺寸从数百微米到 90 纳米的钙钛矿 LED。赵保丹说：“对于绿色和近红外钙钛矿 LED 而言，当像素尺寸在数百微米到 3.5 微米范围时，外量子效率均保持在 20% 左右。”

研究团队开发的 micro 和 nano-PeLED 相较于基于 III-V 族半导体的 Micro LED 具有优势，大约在 180 纳米的极小尺寸才开始显现降尺寸效应，此时的效率降低至最高值的 50%。而传统 Micro LED 在尺寸低于 10 微米时效率就已经显著下降。

狄大卫说：“论文中所展示的 nano-PeLED 最小可达到 90 纳米，是迄今为止报道的最小 LED 像素。”基于此，团队创建的具有 127000 PPI 超高分辨率的 LED 像素阵列也摘得所有类型 LED 阵列最高分辨率的纪录。

图：有源矩阵 micro-PeLED 微显示器呈现的图像

据介绍，团队与杭州领挚科技携手制作了由 TFT 背板驱动的有源矩阵 micro-PeLED 微显示器原型，能够呈现复杂的图像和视频，目前正在积极推动技术应用。