市麵上能買(mai) 到的LED燈,雖然耗電量僅(jin) 為(wei) 白熾燈的6%,使用壽命長達5萬(wan) 小時以上,但動輒十倍、數十倍的售價(jia) ,使LED燈無法輕易走入尋常百姓家。記者從(cong) 南京理工大學了解到,學校近日取得的新型二維半導體(ti) 研究進展,有望製造出新型材料,極大降低LED燈生產(chan) 成本。
LED燈亮度高、低功耗、無輻射、不含有毒成分,而且在電網沒有覆蓋的地區,依靠太陽能就可以使用。在地球資源緊張、環境汙染嚴(yan) 重的今天,對全人類都具有非常重要的意義(yi) 。LED基本結構是一塊電致發光的半導體(ti) 材料芯片,目前用於(yu) 生產(chan) 製作的主要材料是氮化镓。這種需要真空高溫製備的半導體(ti) 材料,價(jia) 格高昂,是造成LED燈價(jia) 格過高、無法推廣的重要原因。
據該校納米光電材料研究所曾海波所長介紹,成本低廉的新材料是目前國內(nei) 外材料學界爭(zheng) 相研發的重點。近年來,取材普遍的石墨烯等新性材料展現出卓越的性能,非常適合用於(yu) 製造包括LED在內(nei) 的信息、能源器件。然而,這些新材料也有致命的缺點——金屬或半金屬屬性,而用於(yu) 生產(chan) 的材料必須具有半導體(ti) 屬性,如何改變這些材料的屬性成了材料學界難以攻克的瓶頸。
南理工設計的新材料單層砷烯(Arsenene)和銻烯(Antimonene),隻有一個(ge) 原子厚,具備半導體(ti) 屬性。這種超薄材料穩定性強、性能優(you) 越,應用前景極為(wei) 廣泛。曾所長介紹,其實LED製造隻是這種新材料應用的一個(ge) 方麵,對矽的取代將具有更大的應用價(jia) 值。矽是目前計算機、手機芯片(集成電路)的主要製造材料,然而,隨著現代科學技術的進步,集成電路上的晶體(ti) 管密度越來越大,其密度的增加就越來越困難,矽材料即將達到其應用尺寸的極限,而二維新材料則突破矽的這一限製。比如現在很熱門的穀歌眼鏡、智能健康手環等柔性可穿戴設備,目前還依靠矽在製造,而新材料一旦用於(yu) 應用,這些可穿戴設備不僅(jin) 性能會(hui) 突飛猛進,而且會(hui) 更加輕薄小巧,價(jia) 格也會(hui) 更加親(qin) 民。
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