法国CEA-Leti与异质外延及其应用研究中心（CRHEA）近日宣布了一项重要的研发成果，为增强现实（AR）和虚拟现实（VR）技术的全彩微型显示器铺平了道路。该研究成果已在《自然通讯材料》期刊上发表，并将在9月24日于荷兰埃因霍温举行的MicroLED Connect会议上进行展示。
此次研究开发了一种新技术，利用亚微米纳米金字塔结构生长高质量的基于铟镓氮（InGaN）的量子阱，能够从单一材料系统中原生发出红、绿、蓝（RGB）光。这一技术突破有助于解决微型显示器在集成与性能方面的挑战，尤其是在需要小于10微米像素间距的沉浸式设备中。
根据研究，III氮化物材料的使用，较有机材料而言，能够实现更高效的微型发光二极管（micro-LED）。然而，随着像素尺寸的减小，传统的拼接工艺已无法有效地将来自不同材料的微型LED组合在同一平台上。此外，红光发射的磷化物微型LED在小尺寸下也面临效率损失，而色彩转换方法在沉积精度和稳定性方面也存在挑战。
这一技术的优势在于，它简化了微型显示器的集成过程，提高了未来显示设备的性能。由于纳米金字塔结构可以在亚微米尺度上进行模式化，非常适合AR/VR头显、智能眼镜👓等沉浸式设备所需的<10微米像素间距。长远来看，该技术不仅适用于AR/VR显示，还可拓展至快速光通信及光伏应用等领域。
研究团队通过金属有机气相沉积（MOVPE）法，在碳化硅上生长了铟镓氮纳米金字塔，采用外延石墨烯层作为选择性掩膜。研究负责人Amélie Dussaigne表示，利用这些纳米结构缓解了通常限制铟掺入的内部应力，从而在量子阱中实现了高达40%的铟氮摩尔分数，足以可靠地产生红光，而不损害晶体质量。
CRHEA是法国国家科学研究中心（CNRS）及蓝色海岸大学的研究实验室，专注于材料研究。该团队的研究人员Adrien Michon表示，这项新技术解决了显示器小型化过程中的一个重要瓶颈，开启了制造全彩微型显示器的可能性，这对于下一代AR和『VR设备』至关重要。
