世界上最薄的灯泡 – 石墨烯变得明亮！
世界上最薄的灯泡 - 石墨烯变得明亮！
电偏压悬浮石墨烯和发光的从暂停石墨的中心示意图。来源：Young Duck Kim/哥伦比亚工程
由Young Duck Kim率领，一个博士后研究的科学家詹姆斯·霍恩的小组在哥伦比亚工程，一队来自哥伦比亚大学，首尔国立大学（SNU）的科学家，与标准的韩国研究所和科学（KRISS）今天报道说，他们已经证明，用于第一时间片上可见光源使用石墨烯，原子级薄且完全结晶碳的形式，作为一个灯丝。它们附小条的石墨烯与金属电极，悬挂在衬底上方的条带，并通过电流通过该灯丝以使它们升温。这项研究，“从石墨烯明亮的可见光发射，”6月15日发表在网上提前出版的自然纳米技术的网站。
“我们已经创造了什么本质上是世界上最薄的灯泡，”磨练，机械工程汪佛嗯仁教授在哥伦比亚大学工程与合着者的研究说。 “这种新型的”宽带“光发射器可以被集成到芯片和铺平道路为实现原子薄的，柔性，透明的显示器，以及基于石墨烯片上的光通信”。
芯片表面上创建光小结构是开发完全集成的“光子”电路是用做什么光现在与电流在半导体集成电路完成的关键。研究人员已经开发了许多方法来做到这一点，但现在还没有能够把最古老，最简单的人造光源，白炽灯泡，到芯片上。这主要是因为灯泡灯丝必须非常热数千摄氏度-为了在可见光范围内和微观尺度金属线辉光不能承受这样的温度。另外，从热灯丝到其周围的热传递是在微尺度极其有效，使得这类结构不切实际，导致周围的芯片的损坏。
通过测量从石墨烯发射的光的光谱，所述团队能够表明石墨烯到达温度高于2500摄氏度，足够热以发出明亮的。 “从原子薄的石墨烯的可见光线是如此强烈，它是可见的，即使肉眼，没有任何额外的放大。
世界上最薄的灯泡 - 石墨烯变得明亮！
（左）光学和石墨烯悬浮明亮的可见光发射（右）显微照片。来源：Young Duck Kim/哥伦比亚工程
有趣的是，所发射的光的光谱显示的峰在特定波长，它的小组发现是由于直接从石墨烯和光反射离开所述硅衬底和回穿过石墨烯发射的光之间的干扰。金指出，“这是唯一可能的，因为石墨烯是透明的，不同于任何常规灯丝，并且使我们能够调整发光光谱通过改变距离到衬底上。”
石墨达到如此高的温度而不熔化基板或金属电极的能力是因为另一个有趣的特性：作为其加热时，石墨烯成为热的差得多导体。这意味着高温保持局限在市中心一个小型“热点”。
“在最高温度下，电子温度比的声学振动的石墨烯晶格的模式，以使较少的能量是需要达到所需的可见光发射的温度下，高得多的”明镐裴，在KRISS高级研究员和共同第一作者，观察。 “这些独特的热特性允许我们向上加热悬浮石墨烯的一半的太阳温度的，并提高工作效率的1000倍，相对于石墨烯在固体基质上。”
该小组还通过实现大规模的化学气相沉积（CVD）石墨烯的光发射器阵列的展示他们的技术的可扩展性。
云丹尼尔公园，??在物理学和天文学在首尔国立大学和共同第一作者系教授指出，他们正在与托马斯·爱迪生时使用他发明的白炽灯泡相同的材料：“爱迪生最初使用碳作为丝为他泡在这里，我们将回到同一个元素，但在其纯粹的形式，石墨烯，并在其最终规模的限制，一个原子厚的使用它。“
该小组目前正在进一步表征这些设备，例如，他们的速度有多快可以开启和关闭，以打造“位”的表现光通信，并制定技术将它们集成到柔性基板。
霍恩补充道，“我们刚开始梦想其它用途这些结构，例如，微炉灶，可以在第二，研究高温化学反应或催化的一小部分被加热到几千度的。”
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