研究人員有史以來第一次成功地利用作為燈絲,創造出世界上最小的燈泡。
幾十年來,研究人員一直在努力生產一種足夠小、可以安裝在矽晶片上的光源,因為這將幫助他們製造出處理光而不是電的超高速電腦——現在他們已經展示了神奇材料石墨烯,它可以而且非常薄、輕且靈活,可以做到這一點。
研究負責人之一、來自美國哥倫比亞大學的詹姆斯·霍恩 (James Hone) 表示:“我們已經創造了世界上最薄的燈泡。”在新聞稿中說。 「這種新型『寬頻』光發射器可以整合到晶片中,將為實現原子級薄、柔性和透明顯示器以及基於石墨烯的片上光通訊鋪平道路。”
Hone 的團隊與韓國的研究人員合作,透過將微小的金屬電極連接到一個原子厚的石墨烯條上,將石墨烯懸浮在矽晶片上,從而創建了該晶片。 然後,這些電極將石墨烯加熱到 2,500 攝氏度,亮度足以產生明亮的光線,儘管尺寸很小,但肉眼可以看到。
研究人員過去一直在努力製造這些微型燈泡,因為其他材料在這種溫度下會傳導過多的熱量,並損壞金屬線和晶片的其餘部分。
但在其許多有用的特性中,石墨烯實際上變得越熱,它的熱導體就越差,這意味著儘管其溫度令人難以置信,但熱量仍停留在沿著懸浮石墨烯條的中央“熱點”,而不會損壞其餘部分晶片。
「這些獨特的熱特性使我們能夠將懸浮的石墨烯加熱到太陽溫度的一半,與固體基底上的石墨烯相比,效率提高了 1,000 倍,”團隊成員之一 Myung-Ho Bae 解釋道。
團隊還表明,產生的光的波長根據石墨烯與矽的距離而變化,這意味著他們可以「調整」光並擴大其頻寬。
「這之所以可能,是因為石墨烯是透明的,與任何傳統的燈絲不同,並且允許我們通過改變與基底的距離來調整發射光譜,”首席研究員 Young Duck Kim 說道。
結果已出版於自然奈米科技,該團隊現在正在嘗試更多地了解其石墨烯光源的具體特性,以便他們可以開始將其用於光通訊設備以及其他很酷的技術。
“我們剛開始夢想這些結構的其他用途,例如作為微熱板,可以在幾分之一秒內加熱到數千度,以研究高溫化學反應或催化作用,”霍恩說。