中國廈門大學報道了在氮化銦鎵（InGaN）微綠發光二極管（LED）中使用六方臺面的優勢[Zelong Huang等人，Optics Express，v33，p42747,2025]。

研究人員評論道：“六邊形結構得益于六個均勻分布的頂點，這最大限度地減少了從電極到臺面邊界的最大距離。這種設計不僅提供了比圓形臺面更好的電流均勻性，而且還避免了在方形臺面中觀察到的頂點處的電流擁擠。因此，六邊形臺面提高了沿邊緣的電流擴散效率，減少了局部的低電流密度區域，并最終增強了整體電流的均勻性。

該團隊認為 micro-LED 對于全彩顯示器、增強/虛擬現實 （AR/VR）、可見光通信、可穿戴設備和光療尤為重要。研究人員解釋說：“綠色微型 LED 的發射波長在人眼的峰值靈敏度范圍內，因此對于高保真色彩再現尤為重要。

III-N異質結構是通過金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）在圖案化藍寶石襯底上生長的。有源發光區域由 10 個周期的 2nm In 組成0.3加語0.7N 由 8nm GaN 勢壘隔開。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取樣 A-C。臺面蝕刻采用電感耦合等離子體反應離子和濕緩沖氧化物蝕刻以及清洗步驟進行。周邊表面用等離子體增強的化學氣相沉積二氧化硅進行鈍化，旨在減輕蝕刻引起的損傷并提高器件的穩定性和性能。

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電極的不同臺面形狀的周長/p電極面積（P / A）。

臺地的周長使得六邊形臺地最小（表 1）。在微型 LED 中，臺面周邊往往是發生非輻射復合的地方，從而浪費電能。特別是，LED 被認為會因（通常是等離子體）蝕刻過程造成的損壞而產生的缺陷而增加肖克利-讀取-霍爾復合。

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

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

研究人員評論道：“六邊形器件中這種較大的藍移可歸因于更高效的載流子注入和其活性區域的均勻分布，這與其優化的市盈率一致，并證實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。

光功率密度達到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）。相應的EQE峰值點為8.94A/cm²， 7.13A/厘米²和 10.41A/cm²注射，EQEs分別達到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%。