Porotech, 풀 컬러로 재료 과학의 힘을 보여주다

Porotech는 어떻게 시작되었습니까?

그것은 모두 연구 프로젝트에서 시작되었습니다. 질화 갈륨 캠브리지 센터. 나는 양자 통신을 위한 단일 광자 소스에 대해 연구하고 있었고, 방출기와 캐비티 사이의 결합을 향상시키기 위해 마이크로 캐비티를 만들려고 했습니다. 아마도 가장 쉬운 마이크로 캐비티 구성 요소는 브래그 거울, 하지만 반사적으로 만들려면 서로 다른 레이어 사이의 굴절률 대비를 얻어야 합니다.

질화 갈륨으로 반사율을 달성할 수 있었지만 피할 수 없는 결함이 장치 성능을 방해했습니다. 그래서 우리는 일반적인 구조적 결함인 고유 전위 중 일부를 이용했습니다. 습식 화학을 사용하여 질화 갈륨과 공기 사이에 다공성 합성물의 매트릭스를 형성했습니다. 그것은 질화 갈륨과 공기의 굴절률을 혼합하여 광학 특성을 조정하기 위한 훨씬 더 넓은 매개 변수를 생성합니다.

몇 가지 비즈니스 과정을 수강하고 비즈니스 계획을 개발하고 비판을 받은 후 우리는 대학을 나와 아이디어를 사업화할 만큼 자신이 있었습니다.

우리는 청색 스펙트럼에서 최고 성능의 단일 광자 소스를 만들었지만 분명히 이 반사율은 모든 종류의 광전자공학에도 유익합니다. 발광 다이오드(LED)를 만들려면 빛을 반사하고 광자를 추출할 수 있는 하단 거울이 필요합니다. 우리는 그것을 테스트했고 훌륭하게 작동했습니다. 몇 가지 비즈니스 과정을 수강하고 비즈니스 계획을 개발하고 비평을 받은 후 우리는 대학을 떠나 우리의 아이디어를 사업화할 만큼 자신감이 생겼습니다.

당신은 창업상 2022년 물리학 연구소에서 적색 인듐 갈륨 질화물 LED를 만든 공로로. 그 혁신에 대한 가장 큰 도전은 무엇이었고 어떻게 극복했습니까?

빨간색은 인화갈륨이나 비화갈륨과 같은 다른 재료로는 달성하기 어렵지 않습니다. 서류상으로는 재료에 의해 정의된 밴드 갭 측면에서 질화 갈륨으로도 달성할 수 있어야 합니다. 그러나 결함은 문제입니다. 파란색에서 녹색으로 그리고 더 긴 파장으로 갈수록 발광 영역에 더 많은 인듐을 넣어야 하므로 양자 우물이 더 두꺼워집니다.

그리고 다른 많은 화합물 반도체와 비교하여 질화 갈륨의 문제는 격자 매개변수 불일치가 서로 다른 합금 사이에서 크다는 것입니다. 따라서 많은 부담을 받게 되며 제대로 완화되지 않으면 LED의 성능을 방해하는 많은 결함이 발생하게 됩니다. 더 많은 인듐 원자를 추가하면 결정질 물질을 형성하지 않고 금속 소판으로 유지되는 상분리의 위험도 있습니다.

그런 다음 이 아름다운 다공성 구조 위에 건축하여 재료의 광학적 및 기계적 특성을 조작할 수 있습니다. 실제로 기계적 특성을 변경하고 간단한 방법으로 격자 매개변수를 확대하여 발광 영역(우리가 맨 위에 구축하려는 인듐 함량이 높은 영역)에 더 잘 맞도록 할 수 있습니다. 근접한 일치를 얻을수록 발광 영역에서 발생하는 문제가 줄어듭니다.

녹색 및 파란색 LED와 함께 빨간색 인듐 갈륨 질화물 LED를 사용하면 어떤 의미가 있습니까?

청색과 녹색은 이미 매우 성공적이며 질화 갈륨을 사용하여 확립되었지만 현재 업계에서는 적색에 갈륨 비소와 같은 다른 소스를 사용해야 했습니다. 이는 자본 지출과 처리량 측면에서 모두 비용이 많이 듭니다. 또한 서로 다른 재료를 혼합하면 수율이 크게 감소하고 그에 따라 채택률도 감소합니다. 단일 재료에서 모든 색상을 얻는다는 것은 기존 공급망을 사용하여 파란색과 녹색을 만들고 이를 사용하여 추가 자본 지출이나 처리 흐름의 복잡성 없이 빨간색을 생성할 수 있음을 의미합니다.

또한 DynamicPixelTuning®이라고 하는 조정 가능한 파장 이미터를 만들었습니다. 그들은 어떻게 작동하고 방금 설명한 그림을 변경합니까?

어찌보면 사고였습니다. 질화 갈륨의 파장 기능을 적색으로 확장함으로써 실제로 색상을 스펙트럼의 다른 쪽으로 이동할 수도 있다는 사실을 발견했습니다. 기본적으로 질화갈륨에는 외부 바이어스가 적용될 때 양자 우물과 밴드 갭이 반응하는 방식에 실제로 영향을 미치는 약간의 내부 변형이 있습니다. 모두가 안정적인 단색을 원하지만 전류를 주입하면 외부 바이어스가 내부 필드에 영향을 미치고 파장대를 변화시킵니다.

변형을 줄여 안정성을 향상시킬 수 있지만 재료 조작만으로 내부 필드를 100% 제거할 수는 없습니다. 우리는 변형 상태를 활용하고 내부 필드를 확대할 수 있는지 궁금했습니다. 그래서 외부 편향을 적용하면 변화가 충분히 커서 모든 색상을 가질 수 있습니다. 실제로 우리는 이제 제어 가능한 방식으로 큰 파장 이동을 달성할 수 있습니다. 매우 선형적인 관계이므로 현재 밀도의 함수로 어떤 색상이든 가질 수 있습니다.

따라서 고객 시스템의 복잡성과 디스플레이 요구 사항에 따라 시장에 접근하고 기존 기능을 사용하는 두 가지 방법이 있습니다.

Porotech의 다음 단계는 무엇입니까? 당신은 확장을 찾고 계십니까?

우리에게는 한편으로는 고객을 유치하는 것뿐만 아니라 위험을 분산시키는 것도 매우 중요합니다. 우리는 단 하나의 시장 부문에만 베팅하고 싶지 않기 때문에 세 가지 주요 영역을 살펴보고 있습니다. 대형 TV 및 사이니지; 스마트 웨어러블; 및 AR/VR. 첫 번째 영역에서는 다른 기존 기술로는 비용 효율적으로 구현할 수 없는 100인치 디스플레이가 장착된 새로운 하이엔드 TV에 대해 이야기하고 있습니다.

우리의 기술은 감각과 터치 기능을 가능하게 하여 스마트 웨어러블이 미래에 더욱 개인화된 아이템이 되도록 도울 것입니다.

스마트 웨어러블의 경우 스마트 시계, 고글 및 안경에 대해 이야기하고 있습니다. 마이크로 LED는 기본적으로 디스플레이 기술이지만 반도체 에코시스템과 실리콘 트랜지스터와의 통합 위에 구축되므로 통합성 및 기타 기능도 약속합니다. 디스플레이 정보를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 감각 및 터치 기능도 활성화할 수 있으므로 향후 스마트 웨어러블이 보다 개인화된 항목이 될 수 있습니다.

AR/VR의 경우 마이크로 LED, 광자, 조명 출력 및 광전자 공학에 기여하기 위해 노력하고 있습니다. 우리는 또한 실리콘 파운드리 및 실리콘 트랜지스터와의 향후 통합에 초점을 맞추고 있습니다. 단순한 안경에 AR/VR을 구현하는 데 필요한 제한된 무게와 작은 부피 때문에 분명히 훨씬 더 어렵습니다.

따라서 우리는 대형 TV와 스마트 워치에 대해 상업적으로 더 준비가 되어 있지만 AR의 경우 시스템 수준 통합 및 엔지니어링에 관한 것입니다.

당신은 학자로 시작했으므로 공급망, 자본 지출 및 다양한 장치와 제품 통합에 대해 이야기하는 방법을 배우는 것이 학습 곡선이었을 것입니다.

나는 여전히 실제로 배우고 있으며 그 도전을 받아들이는 것이 매우 기뻤습니다. 나는 학문적 우수성을 추구할 수 있었지만 우리는 응용 과학과 재료를 연구하고 있기 때문에 산업과 사람들에게 혜택을 주기 위해 그것을 구현하는 방법에 정말로 집중해야 합니다. 그래서 나는 처음에 상당히 고무된 느낌을 받았고, 새로운 개인 개발을 위해 이 길을 선택했습니다.

산업 또는 학계? 당신의 길을 선택하는 방법

당신은 아주 일찍부터 당신이 능력이 없고, 지식이 적고, 경험이 없다는 것을 깨닫습니다. 다른 사람들에게서 배워야 합니다. 케임브리지 생태계가 대학 지원 외에도 모든 멘토링을 제공한다는 것이 매우 좋았습니다. 그렇기 때문에 우리는 몇 년 동안 대학 안팎을 돌아다니며 자원을 사용하고 시장 조사를 하고 우리 자신을 훈련시켰습니다.

학습은 우리가 계속 성장하는 영원한 과정이지만 매우 가치 있는 투자입니다.

기술을 상용 제품으로 전환하려는 사람들에게 해줄 조언이 있습니까?

내 조언은 더 많이 듣고 덜 말하라는 것입니다. 기술은 훌륭하고 물리학은 훌륭하지만 그것은 문제의 XNUMX/XNUMX 또는 XNUMX/XNUMX에 불과합니다. 기술을 실제 제품으로 이전하고 이를 지원할 사업 계획을 세우는 방법에 대한 사람, 리소스 및 전략이 필요할 것입니다. 다양한 견해와 비평을 들으려면 더 넓은 커뮤니티에 참여해야 합니다. 그 피드백을 받아들이고 반영하여 자신과 아이디어를 개선하십시오.

모두가 거쳐야 할 어려운 학습 곡선이라고 생각합니다. 하지만 처음부터 모든 것을 할 수 없다는 것을 인정하고 경험이 많은 사람들로부터 배우는 것이 매우 중요합니다. 작은 회사 하나가 혼자서 모든 것을 할 수는 없습니다. 대학, 정부, 공급망, 고객 및 파트너, 심지어 가족과 친구로부터 많은 도움이 필요합니다. 따라서 더 많이 듣고 개인적인 차원에서 반성하십시오. 그것이 내가 추천하는 것입니다.

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• 출처: https://physicsworld.com/a/porotech-showcases-the-power-of-materials-science-in-full-colour/