Une équipe de recherche de l’Alliance Singapour-MIT pour la recherche et la technologie (SMART) affirme avoir construit la « plus petite LED du monde » – et affirme que la technologie pourrait être utilisée pour transformer les caméras des smartphones en microscopes haute résolution à l’avenir.

« Notre percée représente une preuve de concept qui pourrait avoir un impact considérable pour de nombreuses applications nécessitant l’utilisation de micro-LED », affirme Iksung Kang, assistant de recherche au Massachusetts Institute of Technology à l’époque du projet et auteur principal de l’article détaillant l’oeuvre. « Par exemple, cette LED pourrait être combinée dans un réseau pour des niveaux d’éclairage plus élevés nécessaires pour des applications à plus grande échelle. »

« De plus », poursuit Kang, « en raison du faible coût et de l’évolutivité des processus CMOS de la microélectronique, cela peut être fait sans augmenter la complexité, le coût ou le facteur de forme du système. Cela nous permet de convertir, avec une relative facilité, un téléphone mobile caméra dans un microscope holographique De plus, l’électronique de contrôle et même l’imageur pourraient être intégrés dans la même puce en exploitant l’électronique disponible dans le processus, créant ainsi une micro-LED « tout-en-un » qui pourrait être transformatrice pour le terrain . »

La LED en silicium créée par l’équipe est définitivement minuscule – plus petite même, fait intéressant, que la longueur d’onde de la lumière qu’elle émet. Malgré cela, son intensité lumineuse équivaut à des LED en silicium beaucoup plus grandes – et il est suffisamment puissant pour piloter un prototype de microscope holographique, qui constitue la base des affirmations de l’équipe de pouvoir convertir les caméras de smartphone en microscopes grâce à l’intégration des LED à un silicium niveau.

Cependant, pour que le microscope – autonome ou intégré à un smartphone – fonctionne, il faut un logiciel intelligent. Dans ce cas, ce logiciel est un algorithme de réseau neuronal profond capable de transformer les mesures effectuées par ce que l’équipe appelle un « microscope holographique » en objets reconstruits. Lors des tests, le combo matériel et logiciel s’est avéré capable de scruter des objets aussi petits que des cellules et des bactéries sans optique encombrante.

« En plus de son immense potentiel en holographie sans lentille, notre nouvelle LED a un large éventail d’autres applications possibles », affirme le co-auteur Rajeev Ram, professeur de génie électrique au MIT et co-auteur.

« Parce que sa longueur d’onde se situe dans la fenêtre d’absorption minimale des tissus biologiques, ainsi que sa zone d’émission à haute intensité et à l’échelle nanométrique, notre LED pourrait être idéale pour les applications de bio-imagerie et de bio-détection, y compris la microscopie en champ proche et les dispositifs CMOS implantables. , il est possible d’intégrer cette LED avec des photodétecteurs sur puce, et elle pourrait alors trouver d’autres applications dans la communication sur puce, NIR [Near Infrared] la détection de proximité et les tests sur tranche de la photonique. »

L’article de l’équipe sur la LED au silicium a été publié dans la revue Communication Naturetandis que le réseau neuronal profond pour la microscopie holographique est décrit dans un article publié dans Optique — tous deux en libre accès.