近日，第十七屆中國國際半導體照明論壇（SSLCHINA 2020）暨2020國際第三代半導體論壇（IFWS 2020）在深圳會展中心舉行。本屆論壇由國家半導體照明工程研發及產業聯盟（CSA）、第三代半導體產業技術創新戰略聯盟（CASA）主辦。南方科技大學微電子學院與北京麥肯橋新材料生產力促進中心有限公司共同承辦。

期間，由華燦光電股份有限公司、佛山市國星光電股份有限公司、北京北方華創微電子裝備有限公司共同協辦的“Mini/Micro-LED及其他新型顯示工程應用峰會”上，復旦大學副教授田朋飛做了題為“基于GaN的可用于固態照明、顯示和雙向可見光通信的多功能器件”的主題報告，結合具體的數據，分享了最新研究成果。報告顯示，多功能Micro-LED是未來的發展方向，Micro-LED新型顯示與無線光通信、成像、傳感等技術的集成。

研究提出一種新型結構的GaN器件，在器件上集成了照明、顯示、雙向可見光通信等多功能。基于GaN外延片，減小載流子注入通道的面積，從而限制了發光區域以實現微米化器件，因而實現顯示功能與可見光通信功能。同時，在器件上保留有大尺寸LED以實現照明功能。實驗證明，通過限制載流子注入通道實現的器件能夠同時實現顯示以及可見光通信功能或者同時實現照明與可見光通信功能。尺寸的減小使得載流子濃度增大，于是載流子復合時間縮短，從而提高了它的帶寬。

在雙向可見光通信實驗中，當該器件作為發射器時，其帶寬可以達到500 MHz，傳輸速率可以達到1 Gbps。當該器件作為探測器時，由于其特殊結構，其有效探測光面積大于發光面積，因此有效增加了光電流，因而提高了靈敏度。

在水下通信應用中，無需外部供電，micro-LED探測器在2.3m長的水下條件下，調制帶寬可超過10MHz，傳輸速率超過60Mbps。

 

上述工作驗證了micro-LED多功能集成芯片的可行性，它可以在室內照明、顯示、通信等場景中得到廣泛應用。

 

田朋飛，長期從事micro-LED顯示、照明、可見光通信、水下光通信的研究。主持國家自然科學基金面上和青年項目，入選上海市青年科技英才揚帆計劃、復旦大學“卓越2025”人才培育計劃。

 

（內容根據現場資料整理，如有出入敬請諒解）