作為光源，白熾燈一直被視作落后于時(shí)代的低端技術(shù)，如今卻有了活躍在半導(dǎo)體技術(shù)最前沿的可能性。

　　美國(guó)哥倫比亞大學(xué)、韓國(guó)首爾大學(xué)（SNU）、韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與科學(xué)研究院（KRISS）日前聯(lián)合宣布開(kāi)發(fā)出了全球最薄的白熾燈泡，相關(guān)論文已刊登在學(xué)術(shù)期刊《自然納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology）上。通電后發(fā)光的“燈絲”是由碳原子結(jié)合而成的二維石墨烯。上述幾家單位開(kāi)發(fā)這種白熾燈泡，是為了將其用作由硅光子等硅半導(dǎo)體制成的光電路的光源。

　　這種白熾燈泡是在硅芯片上的兩個(gè)位置設(shè)置SiO2“橋墩”、并在其上的電極間像搭吊橋一樣配置帶狀石墨烯而實(shí)現(xiàn)的，橋長(zhǎng)為數(shù)μm。通電時(shí)，石墨烯的溫度會(huì)超過(guò)2500℃，發(fā)光原理跟白熾燈泡一樣。論文第一作者、哥倫比亞大學(xué)博士后研究員Young Duck Kim介紹稱(chēng)，“能以肉眼可見(jiàn)的亮度在可見(jiàn)光波段發(fā)光”。

　　另外，這種白熾燈泡能在相同溫度下改變發(fā)光顏色，這是普通白熾燈泡很難實(shí)現(xiàn)的。改變SiO2橋墩的高度，就能改變發(fā)光顏色。這是因?yàn)槭艚z發(fā)出的光一部分被硅芯片反射，與直接發(fā)出的光線發(fā)生干涉的結(jié)果。Kim指出，“之所以會(huì)這樣，是因?yàn)槭┎牧鲜菐缀跬该鞯摹薄?/p>

　　以前，研究人員一直認(rèn)為這種利用熱量來(lái)發(fā)光的元件不能用于半導(dǎo)體技術(shù)。因?yàn)閿?shù)千攝氏度的溫度別說(shuō)是電路，就連硅基板也會(huì)被熔化掉。

　　而此次之所以能取得顛覆常識(shí)的結(jié)果，是因?yàn)槭┑奶厥庑再|(zhì)。石墨烯原本就是作為導(dǎo)熱率非常高的材料而為人熟知的。因此很難使石墨烯發(fā)熱，即使能使其發(fā)熱，熱量也會(huì)傳導(dǎo)到外部。但是，據(jù)KRISSKRISS高級(jí)研究員Myung-Ho Bae介紹，實(shí)際上石墨烯在達(dá)到高溫時(shí)，原來(lái)的特性會(huì)發(fā)生改變，導(dǎo)熱率會(huì)大幅降低。這是因?yàn)椤案邷貢r(shí)，石墨烯中的電子能量比石墨烯聲振動(dòng)模式的能量高很多，外部增加的能量不會(huì)傳導(dǎo)到周?chē)怯脕?lái)提高熱量”。

　　這一特性導(dǎo)致的結(jié)果便是，只有帶狀石墨烯中央附近的大約1個(gè)點(diǎn)會(huì)發(fā)出超過(guò)2500℃的熱量，而不向周?chē)鷤鲗?dǎo)。

　　現(xiàn)在，開(kāi)發(fā)小組正在開(kāi)發(fā)通過(guò)控制元件中流動(dòng)的電流來(lái)直接改變?cè)l(fā)光的技術(shù)。