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石墨烯點(diǎn)亮芯片!

2015-08-03
關(guān)鍵詞: 石墨烯 燈絲 金屬電極 LED

       一群國(guó)家和國(guó)際級(jí)的研究人員已證明石墨烯(Graphene)可用于晶片上可見光源的燈絲。該團(tuán)隊(duì)將以石墨烯制成的小絲狀物連接金屬電極,并懸掛在基板上,再讓電流通過(guò)石墨烯絲狀物。

  “我們已開發(fā)出世界上最薄的燈泡!”紐約哥倫比亞大學(xué)(Columbia University)工程學(xué)院教授James Hone說(shuō),這種新型的“寬頻”光發(fā)射器可以整合到晶片上,可為實(shí)現(xiàn)薄如原子、可撓曲及透明的顯示器鋪路,還能做到基于石墨烯的晶片上(On-chip) 光通訊。

  以下的影片“從石墨烯點(diǎn)亮可見光(Bright Visible Light Emission from Graphene)”刊登在自然奈米技術(shù)(Nature Nanotechnology)網(wǎng)站。該研究由Hone小組中的博士后研究科學(xué)家Young Duck Kim、首爾大學(xué)(Seoul National University)研究團(tuán)隊(duì)與韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與科學(xué)研究院(Korea Research Institute of Standards and Science,KRISS)主導(dǎo)。

  今年稍早,曼徹斯特大學(xué)(Manchester University)已發(fā)布以石墨烯為基礎(chǔ)開發(fā)的燈泡,該燈泡是將基于長(zhǎng)絲形的發(fā)光二極體(LED)涂覆在石墨烯上,而該大學(xué)也聲稱,此一可調(diào)燈光的LED燈泡可減少10%的耗電量。

  晶片上可見光的關(guān)鍵是開發(fā)完全整合“光子(Photonic)”電路,該電路用于燈泡時(shí),可如同現(xiàn)階段在半導(dǎo)體整合電路的電流。直到現(xiàn)在,研究人員尚未將白熾燈泡放在晶片上,這是因?yàn)辄c(diǎn)燃燈泡所需的溫度,微型金屬導(dǎo)線無(wú)法承受。

  石墨烯能達(dá)到的溫度超過(guò)攝氏2,500度,不需要額外放大就可灼傷肉眼。研究人員也發(fā)現(xiàn)石墨烯在較高溫度下,會(huì)變成較差的熱導(dǎo)體,這意味著熱量 會(huì)在晶片的中心被限制為一個(gè)“熱點(diǎn)”。一名研究人員指出,懸浮的石墨烯可被加熱到太陽(yáng)一半的溫度,且可靠度比固定在固體基板上的石墨烯高1,000倍。

  發(fā)射光的光譜也可在特定波長(zhǎng)時(shí)達(dá)到高峰,除此之外,干擾出現(xiàn)在從石墨烯到直接發(fā)射的光之間,且光反射結(jié)束在矽基板及回穿過(guò)石墨烯之處。

  Hone小組中的博士后研究科學(xué)家與共同研究者Young Duck Kim表示,因?yàn)槭┦峭该鞯?,所以上述的狀況是唯一的可能。石墨烯不同于一般常規(guī)的燈絲,且讓研究人員得以透過(guò)改變到基板的距離,調(diào)整發(fā)射光譜。

  研究人員也在研究利用他的技術(shù)在化學(xué)氣相沉積(CVD)的石墨烯光發(fā)射器陣列上,并評(píng)估其效能與特性,藉以為可撓曲基板開發(fā)整合技術(shù)。

  本篇文章的石墨烯共同研究著還包括從韓國(guó)建國(guó)大學(xué)(Konkuk University)、西江大學(xué)(Sogang University)、世宗大學(xué)(Sejong University)、伊利諾大學(xué)厄巴納-香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign),以及史丹佛大學(xué)(Stanford University)的科學(xué)家。

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