This letter presents a visible light communication (VLC) system based on a single 50- μm gallium nitride light emitting diode (LED). A device of this size exhibits a 3-dB modulation bandwidth of at least 60 MHz - significantly higher than commercially available white lighting LEDs. Orthogonal frequency division multiplexing is employed as a modulation scheme. This enables the limited modulation bandwidth of the device to be fully used. Pre- and postequalization techniques, as well as adaptive data loading, are successfully applied to achieve a demonstration of wireless communication at speeds exceeding 3 Gb/s. To date, this is the fastest wireless VLC system using a single LED.

The mechanisms of size-dependent efficiency and efficiency droop of blue InGaN micro-pixel light emitting diodes (μLEDs) have been investigated experimentally and by simulation. Electrical characterisation confirms the improvement of current spreading for smaller μLEDs, which enables the achievement of the higher efficiency at high injection current densities. Owing to the higher ratio of sidewall perimeter to mesa area of smaller μLEDs, a lower efficiency was observed at a low injection current density, resulting from defect-related Shockley-Read-Hall non-radiative recombination. We demonstrate that such sidewall etch defects can be partially recovered by increased thermal annealing time, consequently improving the efficiency at low current densities.