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材料科学：2D材料ベースの層転写による縦型フルカラーマイクロLED
Nature 614, 7946 doi: 10.1038/s41586-022-05612-1
マイクロLED（μLED）は、極めて高いPPI（1インチ当たりのピクセル数）と輝度を必要とする拡張現実ディスプレイや仮想現実ディスプレイへの応用向けに研究されている。しかし、赤色・緑色・青色（RGB）μLEDの横方向配置に基づく従来の製造プロセスでは、ピクセル密度の増大に限りがある。最近の縦型μLEDディスプレイの実証では、RGB LED自立膜を積層してトップダウン式に加工することでこの問題への対処が試みられたが、積層μLEDの横寸法の最小化は困難であった。今回我々は、我々の知る限り、これまで報告された中で最高のアレイ密度（5100 PPI）と最小のサイズ（4 μm）を実現したフルカラー縦型積層μLEDを報告する。これは、二次元材料ベースの層転写法によって、二次元材料で被覆した基板上でのリモートエピタキシーまたはファンデルワールスエピタキシーによるほぼサブミクロンの厚さのRGB LEDの成長、LEDの機械的取り外しと積層、それに続くトップダウン式の加工が可能になることで実現された。約9 μmというこれまでで最小の積層高さが、記録的な高μLEDアレイ密度を可能にするカギとなっている。我々はまた、シリコン薄膜トランジスターと青色μLEDの垂直集積によるアクティブマトリックス動作も実証する。今回の結果によって、拡張現実や仮想現実向けのフルカラーμLEDディスプレイを開発する道筋がつけられると同時に、より幅広い種類の三次元集積デバイス向けに一般化可能なプラットフォームも得られている。
