中國(guó)廈門大學(xué)報(bào)道了在氮化銦鎵（InGaN）微綠發(fā)光二極管（LED）中使用六方臺(tái)面的優(yōu)勢(shì)[Zelong Huang等人，Optics Express，v33，p42747,2025]。

研究人員評(píng)論道：“六邊形結(jié)構(gòu)得益于六個(gè)均勻分布的頂點(diǎn)，這最大限度地減少了從電極到臺(tái)面邊界的最大距離。這種設(shè)計(jì)不僅提供了比圓形臺(tái)面更好的電流均勻性，而且還避免了在方形臺(tái)面中觀察到的頂點(diǎn)處的電流擁擠。因此，六邊形臺(tái)面提高了沿邊緣的電流擴(kuò)散效率，減少了局部的低電流密度區(qū)域，并最終增強(qiáng)了整體電流的均勻性。

該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為 micro-LED 對(duì)于全彩顯示器、增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí) （AR/VR）、可見光通信、可穿戴設(shè)備和光療尤為重要。研究人員解釋說：“綠色微型 LED 的發(fā)射波長(zhǎng)在人眼的峰值靈敏度范圍內(nèi)，因此對(duì)于高保真色彩再現(xiàn)尤為重要。

III-N異質(zhì)結(jié)構(gòu)是通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）在圖案化藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)的。有源發(fā)光區(qū)域由 10 個(gè)周期的 2nm In 組成0.3加語0.7N 由 8nm GaN 勢(shì)壘隔開。Mesa LED 是使用這種材料制造的，蝕刻成圓形、方形和六邊形圖案，分別使用激光直寫光刻技術(shù)取樣 A-C。臺(tái)面蝕刻采用電感耦合等離子體反應(yīng)離子和濕緩沖氧化物蝕刻以及清洗步驟進(jìn)行。周邊表面用等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積二氧化硅進(jìn)行鈍化，旨在減輕蝕刻引起的損傷并提高器件的穩(wěn)定性和性能。

退火的 p 金屬和 n 金屬電極由鈦/鋁/鈦組成，在丙酮中通過低功率超聲波攪拌進(jìn)行升空。p 電極是放置在 LED 中心的直徑為 50μm 的圓。LED在正交x，y方向上以200μm間距排列在方形晶格中。

表1：具有50μm p電極的不同臺(tái)面形狀的周長(zhǎng)/p電極面積（P / A）。

臺(tái)地的周長(zhǎng)使得六邊形臺(tái)地最?。ū?1）。在微型 LED 中，臺(tái)面周邊往往是發(fā)生非輻射復(fù)合的地方，從而浪費(fèi)電能。特別是，LED 被認(rèn)為會(huì)因（通常是等離子體）蝕刻過程造成的損壞而產(chǎn)生的缺陷而增加肖克利-讀取-霍爾復(fù)合。

圖1：（a）三個(gè)臺(tái)面幾何微型LED的電流密度-電壓曲線。（b）–（d） 電致發(fā)光 （EL） 光譜，在連續(xù)波 （CW）作下，帶有圓形 （b）、方形 （c）、六邊形 （d） 臺(tái)面的發(fā)光圖案插圖。

最終LED的導(dǎo)通電壓穩(wěn)定在3.3V左右（圖1）。六邊形臺(tái)面 LED 在給定電壓下實(shí)現(xiàn)更高的電流密度。在10V偏置時(shí)，電流密度為164.7A/cm²， 199.9A/厘米²和 285.8A/cm²分別用于圓形、方形和六邊形臺(tái)面 LED。六邊形器件在 5mA 和 20mA 電流注入之間具有更大的波長(zhǎng)藍(lán)移，為 2.9nm （Δλ）。

研究人員評(píng)論道：“六邊形器件中這種較大的藍(lán)移可歸因于更高效的載流子注入和其活性區(qū)域的均勻分布，這與其優(yōu)化的市盈率一致，并證實(shí)了其卓越的光電性能。

圖 2：（a） 圓形、方形和六邊形綠色 micro-LED 的光輸出功率密度和 （b） 外部量子效率 （EQE） 作為注入電流密度的函數(shù)。

光功率密度達(dá)到3.86W/cm²， 3.14W/cm²和 4.94W/cm²用于圓形、方形和六邊形微型 LED，分別為 200A/cm²注射（圖2）。相應(yīng)的EQE峰值點(diǎn)為8.94A/cm²， 7.13A/厘米²和 10.41A/cm²注射，EQEs分別達(dá)到16.9%、17.6%和19.9%。EQE在峰值和200A/cm之間下垂²圓形、方形和六邊形微型LED分別為52.4%、56.1%和48.2%。