Миниатюрнейшая лампочка создана из графена - Гранит науки - 2015-06-24

Группа Джеймса Хоуна (James Hone) из Колумбийского университета (Columbia University School of Engineering and Applied Science) в сотрудничестве с коллегами из ряда корейских научных центров сообщила о возможности создания источника видимого света с использованием в качестве нити накаливания графена. Ученые нанесли очень маленькие кусочки этого материала, представляющего собой одноатомный слой углерода, на микроскопические металлические электроды и закрепили их на поверхности силиконовых чипов. Пропуская по электродам ток, экспериментаторы нагревали графен до испускания им очень яркого света. Важно, что при этом очень высокая температура не повреждала кремниевый чип, на котором было установлено устройство. «Графеновая лампочка» - самая маленькая в мире лампа накаливания - описана в предшествующей журнальной онлайновой версии Nature Nanotechnology. Авторы говорят, что ими предложен новый тип широкополосного излучателя света, который может быть присоединен к чипу, что открывает путь к созданию гибких и прозрачных дисплеев толщиной в один атом, а также оптических коммуникаторов, основанных на графене.

Создание источника света в миниатюрных структурах на поверхности чипа – важный шаг для разработки полностью интегральных фотонных систем, где свет будет выполнять ту же роль, что электрический ток в полупроводниковых интегральных схемах. На этом пути было испробовано множество подходов, но никому еще не удавалось присоединить к чипу простейший источник искусственного света – лампу накаливания. Главным препятствием здесь оставалась чрезвычайно высокая – в несколько тысяч градусов Цельсия - температура нити накаливания, необходимая для свечения в видимом спектре, но несовместимая с металлическим электродом, который в микроскопических размерах неспособен выдержать такую температуру. К тому же тепло, испускаемое нитью накаливания в окружающее пространство, в микромасштабах оказывается столь существенным, что повреждает чип. «Достигаемая графеном температура свыше 2500 градусов Цельсия обеспечивала яркое свечение, видимое невооруженным глазом без какого-либо усиления, несмотря на ничтожные размеры источника», - цитирует одного из авторов исследования, аспиранта доктора Хоуна Юн Дак Кима (Young Duck Kim) документ, распространенный Колумбийским университетом. Способность графена достигать столь высоких температур, не вызывая при этом плавления кремниевой подложки и металлических электродов, обусловлена его интересной особенностью: по мере нагревания этот материал начинает хуже проводить тепло, а это значит, что высокие температуры остаются в пределах маленькой «горячей точки» в центре крошечного кусочка графена. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».