近日，厦门大学电子科学与技术学院陈忠/吴挺竹教授团队在Micro-LED器件制备方面取得重要进展，并在微电子领域著名期刊IEEE Transactions on Electron Devices、Optics Express、IEEE Electron Device Letters 和 IEEE Photonics Technology Letters 发表了系列研究成果。

近年来，微型发光二极管（Micro-LED）凭借其高亮度、低功耗和高传输速率的特性，成为下一代显示与光通信技术的重要发展方向。然而，随着Micro-LED尺寸的进一步缩小，有效发光面积的减少及侧壁缺陷导致的非辐射复合效应，使得光输出功率（LOP）和外部量子效率（EQE）显著下降，制约了Micro-LED在高分辨率显示和可见光通信（VLC）领域的应用拓展。研究团队通过优化P电极面积比和形状的设计来提升Micro-LED的发光效率和调制带宽，为下一代高效率Micro-LED显示和光通信应用提供了新思路。          

研究团队分别围绕Micro-LED的P电极面积比占比和形状优化展开研究。研究结果表明，合理调整P电极面积比与形状设计，可有效改善Micro-LED的光电性能，为高效率显示和可见光通信（VLC）提供了优化方案。在P电极面积占比优化方面，30%的P电极面积占比适用于显示应用，相较20%和40%的设计，光输出功率（LOP）和外量子效率（EQE）分别提升了8.21%和6.81%；而在VLC应用中，50%的P电极面积比更具优势，使-3dB调制带宽从108 MHz增加至136 MHz（提升25.93%），有效增强可见光通信数据传输能力。此外，在P电极形状优化方面，研究表明环形P电极设计相较于传统盘状电极，LOP与EQE分别提升20.92%和16.95%，同时-3dB调制带宽提高至 151 MHz，展现出优越的光通信性能。随着Micro-LED在智能显示、AR/VR 设备、光通信等领域的快速发展，P电极优化将有助于推动Micro-LED高效率、高调制带宽的关键技术突破。

图1. 四种面积占比与三种形状的P电极Micro-LED结构图

图2. 四种面积占比与三种形状的P电极Micro-LED光电特性

图3. 四种面积占比与三种形状的P电极Micro-LED调制带宽特性

        厦门大学为该文章的第一署名单位，该项研究工作是在陈忠教授与吴挺竹教授共同指导下完成，论文作者分别为科研助理郭文安和博士生刘时彪。研究工作得到了国家自然科学基金、福厦泉国家自主创新示范区合作项目、福建省杰出青年基金和中央高校基本科研业务费等资助。

论文信息：

1. W. Guo ^#, S. Liu ^#, et al., Enhancing current spreading by designed P-electrode shapes for high efficiency and high modulation bandwidth micro-LEDs, Opt. Express. 33(4), 8569 (2025).

2. S. Liu, W. Guo, et al., Effect of P-Electrode Area Ratio on Micro-LED Optoelectronic Performance, IEEE Photon. Technol. Lett. 37(4), 239-242 (2025).

3. W. Guo ^#, S. Liu ^#, et al., Enhancing the Efficiency of Green micro-LEDs by Optimizing p-Electrode Contact Area Ratios, IEEE Trans. Electron Devices 71(12), 7590-7595 (2024).

4. S. Liu, M. Wan, W. Guo, et al., Effects of the P-electrode Area Ratio on the Performance of Micro Light-Emitting Diodes for Display and Communication, IEEE Electron Device Lett., (2025). DOI: 10.1109/LED.2025.3539655