Рис. Фото: Acta Materialia (2026). DOI: 10.1016/j.actamat.2026.122185

Светодиоды обычно изготавливаются из нитрида галлия, кристаллического материала, свойства которого зависят от расположения атомов внутри него. В процессе роста кристалла могут образовываться небольшие дефекты, известные как дислокации. Эти линейные дефекты нарушают регулярную атомную структуру кристалла и могут снижать эффективность преобразования электрической энергии в свет.

Исследователи обычно полагаются на просвечивающую электронную микроскопию (ПЭМ), метод, требующий подготовки чрезвычайно тонких образцов и позволяющий исследовать лишь очень небольшие участки материала. Несмотря на высокую детализацию, этот подход может быть трудоемким и не всегда дает репрезентативную картину кристалла в целом.

В данной работе учёные использовали ряд методов сканирующей электронной микроскопии, позволяющих с легкостью исследовать гораздо большие области. В частности, они применили дифракцию обратнорассеянных электронов (EBSD), которая измеряет тонкие вариации ориентации кристаллов в микроскопическом масштабе. Сочетая метод EBSD с расчетными данными удалось идентифицировать отдельные дислокации и различать различные типы, включая краевые, винтовые и смешанные дислокации.

Данное исследование представляет собой важный шаг вперед, поскольку предыдущие подходы, основанные на EBSD, позволяли обнаруживать искажения, вызванные большим количеством дислокаций, но не были достаточно подробными для непосредственной идентификации отдельных дефектов. Исследователи считают, что это первый случай получения подобных изображений с использованием данного подхода в нитриде галлия.

Помимо светодиодных технологий, этот метод может быть применен к широкому спектру кристаллических материалов.