厦門大学の研究チームは、六角形メサ構造を用いることで、インジウムガリウム窒化物（インジウム窒化ガリウム）マイクログリーン発光ダイオード（導かれた）の性能を大幅に向上できることを実験的に実証しました。この研究は、*光学 急行*、第33巻、2025年42747ページに掲載され、マイクロLEDメサの形状を最適化することで、電流均一性の問題を解決し、次世代ディスプレイおよび通信技術にとって極めて重要な光電子効率を向上させる方法について詳述しています。「ddhhhmesa"」は、発光の中心となる発光面（レス）を形成するマイクロLED上の隆起領域を指します。
1. 研究デザイン：3つのメサ構造の比較と六角形構造の利点
本研究では、円形、正方形、六角形の3種類のメサ構造を比較しました。いずれの構造も、パターン化されたサファイア基板上に有機金属化学気相成長法（MOCVD）を用いて成長させたインジウムガリウム窒化物/ガリウム窒化物（インジウム窒化ガリウム/窒化ガリウム）多層材料から作製されました。
均等に分散された 6 つの頂点を持つ六角形のメサは、3 つの主要な最適化を実現します。
* 中央の p 電極とメサのエッジ間の最大距離を短縮し、アクティブ領域内の電流拡散の均一性を向上させます。
* 正方形メサでよく見られるコーナー電流蓄積の問題を軽減し、パフォーマンスの低下につながる低電流密度領域を減らします。
* バランスの取れた周囲対電極面積 (P/A) 比を備え、寄生再結合を抑制しながらキャリア注入効率を最適化します。
2. 応用価値：小型緑色LEDの核心シナリオと技術的意義
人間の目のピーク感度範囲内で動作する小型緑色 導かれた は、高忠実度カラーディスプレイ、拡張現実/仮想現実 (AR/VR) システム、光線療法、可視光通信などの分野における重要なデバイスです。
この研究の核心的な価値は、マイクロスケールの構造形状最適化によって、材料組成を変えることなく定量化可能な性能向上を実現できることを実証したことにあります。優れた電流拡散能力、低い非放射損失、そして高い外部量子効率（EQE）を備えた六角形メサは、高効率マイクロディスプレイおよび通信用LEDにとって非常に有望な構造ソリューションとなっており、小型化、高輝度化、長寿命化を目指す業界のトレンドに完全に合致しています。
3. 実験データ：六角形構造の性能上の利点の定量化
電気性能テストでは、3 つの構造デバイスのターンオン電圧は 3.3V 前後で一定でしたが、高バイアス電圧では大きな違いが見られました。
バイアス電圧 10V では、六角形 導かれた の電流密度は 285.8A/cm² に達し、正方形 (199.9A/cm²) および円形 (164.7A/cm²) のメサの電流密度を大幅に上回りました。このデータは、最適化された電流拡散効果がキャリア注入効率を直接向上させることを示しています。
電流が増加すると、六角形 導かれた の発光波長は 2.9nm の大幅な青方シフトを示します。これは、より均一なキャリア分布によって量子閉じ込め効果が減少することを意味します。
光学性能テストでは、六角形構造の利点がさらに明らかになりました。
注入電流密度200 A/cm²では、六角形マイクロLEDの出力電力密度は4.94 W/cm²に達し、円形（3.86 W/cm²）および正方形（3.14 W/cm²）構造を上回りました。
外部量子効率（EQE）は、電流密度10.41 A/cm²で19.9%に達し、円形（16.9%）や正方形（17.6%）のデバイスよりも優れています。
電流による効率低下の重要な指標として、六角形構造の EQE 減衰率はわずか 48.2% で、円形 (52.4%) や正方形 (56.1%) 構造よりも低く、熱バランスと電子正孔再結合バランスの点で優れた性能を示しています。
