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世界最薄燈泡問世:隻有一個原子厚

星之球激光 來源:LEDinside2015-06-17 我要評論(0 )   

130年前,托馬斯愛迪生用碳做成了世界上首款商用型燈泡的燈絲(si) 。而現在,來自哥倫(lun) 比亞(ya) 大學、首爾國立大學(SNU)、以及韓國標準

       130年前,托馬斯·愛迪生用碳做成了世界上首款商用型燈泡的燈絲。

而現在,來自哥倫(lun) 比亞(ya) 大學、首爾國立大學(SNU)、以及韓國標準科學研究院的研究團隊,已經用相同的元素—碳的完美結晶形式(石墨烯)—做出了世界上最薄的電燈泡。

盡管它的燈絲(si) 隻有一層原子那麽(me) 厚,但它產(chan) 生的光亮仍可以很容易被肉眼看到。

 

Young Duck Kim和James Hone教授。

通過將石墨烯微細絲(si) 附加在金屬電極上,然後懸掛在矽襯底的方式,電流通過燈絲(si) 並致其加熱至超過2500℃(4500℉),從(cong) 而發出非常明亮的光。

 

研究人員用石墨烯製作出世界上最薄的片上型光源。

哥倫(lun) 比亞(ya) 大學機械工程教授James Hone表示:

“我們(men) 已經創造出了世界上最薄的燈泡,這種新型的‘寬帶’光源可以集成到芯片中,並為(wei) 實現薄如原子的柔性透明顯示器、以及基於(yu) 石墨烯的片上光通信鋪平道路”。

 

有趣的是,盡管石墨烯的溫度如此之高,但卻不會(hui) 融化襯底或金屬電極。這是因為(wei) ,當石墨烯被加熱時,它的熱量不太能夠從(cong) 本身傳(chuan) 到離開。

結果就是熱度被集中和限製在了細絲(si) 非常中間的地方,從(cong) 而發出了強光。光譜測量發現,其峰值突破了人們(men) 的預期,這是由於(yu) 發光長絲(si) 與(yu) 矽基板反彈幹涉而造成的。

不同於(yu) 任何常見的燈絲(si) ,因為(wei) 材質透明,所以這種現象隻可能發生在石墨烯上。通過改變與(yu) 襯底之間的距離,研究人員就能夠調整其所發射的光譜。

石墨烯晶格(graphene lattice)也能夠非常高效地發光,由於(yu) 其內(nei) 在力量可以維持激發水平,並允許電子的自由流通。

也就是說,正如石墨烯可在上升狀態(elevated state)快速發射電子,它也可以在電加熱的情況下有效地釋放光子。

KRISS高級研究員Myung-Ho Bae表示:

在最高溫度下,電子溫度比石墨烯晶格的聲學振動模式要高得多。這種獨特的熱特性,允許我們(men) 將懸浮石墨烯加熱至太陽一半的溫度,並使相對於(yu) 固體(ti) 基片的工作效率提升1000倍。

目前,研究人員正在設法改善這些光熱裝置,以便其能夠快速通/斷(產(chan) 生0和1信號)並應用於(yu) 光通信。當然,他們(men) 還會(hui) 探索將之納入柔性材料的方法。

這項研究的成果以發表在近期的《自然納米技術》(Nature Nanotechnology)期刊上。

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