Monolithic on-chip integration of microscale laser diodes (uLDs) and electronics for micro-displays and visible light communications

用于微型显示器和可见光通信的微型激光二极管 (uLD) 和电子器件的单片片上集成

基本信息

  • 批准号:
    EP/W003244/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 193.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2022 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Micro-displays with compact screens of <= 1/4 inch diagonal length have wide ranging applications in smart watches, smart phones, augmented reality & virtual reality (AR & VR) devices, Helmet Mounted Displays (HMD), and Head-Up Displays (HUD). Their individual pixel elements typically consist of a large number of microscale visible emitters (which are currently microLEDs). The global micro-display market has been predicted to reach $4.2 billion by 2025 at a Compound Annual Growth Rate (CAGR) of 100%. However, the significantly increasing demands on microdisplays are pushing the requirements for ultra-high resolution and ultra-high efficiency. Current microdisplays are far from satisfactory, as a number of fundamental challenges cannot be met by any existing technologies. Therefore, a disruptive technology needs to be developed. Visible light communication (VLC) is an emerging technology, in principle offering approximately 300 THz of license free bandwidth that is four orders of magnitude larger than that available in current RF based Wi-Fi or 5G. Considering the highly congested nature of current RF based Wi-Fi, it is expected that VLC would be the leading candidate to offer a complementary solution. Unfortunately, the current approach to the fabrication of VLC is substantially limited to visible LED technologies with conventional electrical driving methods. This approach suffers from a number of insurmountable barriers. Therefore, the performance of current VLC is far below requirements. Global Market Insights has forecasted that the VLC market will exceed $8 billion by 2030. We propose a Centre-to-Centre consortium consisting of ten leading academics from three universities in the UK (Sheffield; Strathclyde; Bath) and two universities in USA (Harvard; Massachusetts Institute of Technology) to develop a novel integration technology in order to achieve the ultimate micro-display systems and the ultimate visible light communication systems. Unlike any existing photonics & electronics fabrication approaches, we propose a completely different approach to monolithically integrate microscale laser diodes (uLDs) and high electron mobility transistors (HEMTs) on a single chip, where each uLD is electrically driven by individual HEMTs. This will allow us to achieve devices/systems which are impossible to obtain by any existing approaches.
具有1/4英寸对角长度的紧凑型屏幕的微型显示器在智能手表、智能手机、增强现实和虚拟现实(AR&VR)设备、头盔显示器(HMD)和平视显示器(HUD)中有广泛的应用。它们的单个像素元素通常由大量微尺度可见发射体(目前为微发光二极管)组成。据预测,到2025年,全球微显示器市场将以100%的复合年增长率(CAGR)达到42亿美元。然而,对微型显示器的需求显著增加,推动了对超高分辨率和超高效率的要求。目前的微显示器远远不能令人满意,因为许多根本的挑战不是任何现有技术所能应对的。因此,需要开发一种颠覆性的技术。可见光通信(VLC)是一项新兴技术,原则上提供约300 THz的免费许可证带宽,比目前基于射频的Wi-Fi或5G大四个数量级。考虑到当前基于RF的Wi-Fi的高度拥塞特性,预计VLC将是提供补充解决方案的主要候选方案。遗憾的是,目前制造VLC的方法基本上局限于采用传统电驱动方法的可见光LED技术。这种方法面临着许多不可逾越的障碍。因此,目前的VLC的性能远远低于要求。Global Market Insights预测,到2030年,VLC市场将超过80亿美元。我们提议由来自英国三所大学(谢菲尔德大学、斯特拉斯克莱德大学、巴斯大学)和美国两所大学(哈佛大学、麻省理工学院)的十位顶尖学者组成的中心到中心联盟来开发一种新型的集成技术,以实现终极微显示系统和终极可见光通信系统。与任何现有的光子学和电子学制造方法不同,我们提出了一种完全不同的方法,将微尺度激光二极管(ULD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)单片集成到单个芯片上,其中每个ULD由单独的HEMT电驱动。这将使我们能够实现任何现有方法无法获得的设备/系统。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A comparison study of InGaN/GaN multiple quantum wells grown on (111) silicon and (0001) sapphire substrates under identical conditions
相同条件下在(111)硅和(0001)蓝宝石衬底上生长的InGaN/GaN多量子阱的对比研究
  • DOI:
    10.1088/1361-6463/ac8da4
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zhu C
  • 通讯作者:
    Zhu C
Optical characterisation of InGaN-based microdisk arrays with nanoporous GaN/GaN DBRs
  • DOI:
    10.1088/1361-6463/ac8fa0
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    P. Fletcher;Guillem Martinez de Arriba;Ye Tian;N. Poyiatzis;C. Zhu;P. Feng;J. Bai;Tao Wang
  • 通讯作者:
    P. Fletcher;Guillem Martinez de Arriba;Ye Tian;N. Poyiatzis;C. Zhu;P. Feng;J. Bai;Tao Wang
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Tao Wang其他文献

Numerical Simulation of Deep Excavation Considering Strain-Dependent Behavior of Soil: A Case Study of Tangluo Street Station of Nanjing Metro
考虑土体应变相关行为的深基坑数值模拟——以南京地铁塘洛街站为例
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  • 影响因子:
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    Tao Wang;Tingting Deng;Yongfeng Deng;Xinbao Yu;Pu Zou;Zuhua Deng
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  • 作者:
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  • 作者:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    B. Sherliker;M. Halsall;P. Harrison;V. Jovanovic;D. Indjin;Z. Ikonić;P. Parbrook;M. A. Whitehead;Tao Wang;P. Buckle;J. Phillips;D. Carder
  • 通讯作者:
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