
石墨烯是一种以比钢更强,比铜更有导电的碳形式,可以在列表中增加另一个奇迹:使光。
研究人员开发了发光石墨烯晶体管以与灯丝相同的方式工作的晶体管灯泡。
“我们创建了本质上最薄的东西灯泡,”纽约哥伦比亚大学机械工程师的研究合着者詹姆斯·霍内(James Hone)在一份声明中说。
长期以来,科学家一直想创建一个十几个“灯泡”,以放在芯片上,实现所谓的光子电路,在光线而不是电流上运行。这个问题是大小和温度之一 - 白炽细丝必须变得非常热,然后才能产生可见光。研究人员说,这种新的石墨烯设备是如此高效且较小,因此所产生的技术可以提供新的方法来制作显示或研究小尺度上的高温现象。 [您从未听说过的8个化学元素这是给出的
发光
当电流通过白炽灯灯泡的细丝- 通常由钨- 细丝加热并发光。电子穿过材料在细丝原子中的电子上移动的电子,从而为它们提供了能量。这些电子在此过程中返回其以前的能级并发出光子(光)。将电流和电压升高到足够的电压和灯泡中的细丝,触发了约5,400华氏度(3,000摄氏度)的温度,使其成为白炽灯。这是灯泡在其中没有空气的原因之一,或者充满了像氩气这样的惰性气体:在那些温度下,钨与空气中的氧气反应并简单地燃烧。
在新研究中,科学家使用了几微米的石墨烯条,长度为6.5至14微米,每次都跨越了一个沟槽硅像桥。 (微米是一百万米的一米,头发约为90微米。)将电极连接到每个石墨烯带的末端。就像钨一样,通过石墨烯运行电流,材料将照亮。但是,由于温度升高,石墨烯的传导效率降低,这增加了扭曲,这意味着热量停留在中心的位置,而不是像钨丝中的相对均匀分布。
该研究的一位作者Myung-Ho Bae告诉Live Science将一个地区的热量困住,使照明更有效。他说:“石墨烯中心的热电子温度约为3,000 k [4,940 f],而石墨烯晶格温度仍然约为2,000 k [3,140 f]。” “它导致中心的热点,光发射区域集中在石墨烯的中心,这也提高了效率。”这也是石墨烯两端的电极不融化的原因。
至于为什么这是首次从石墨烯制成的光线,汉城国立大学物理学教授研究联合领导元丹尼尔·帕克(Yun Daniel Park)指出,石墨烯通常嵌入或与底物接触。
帕克说:“物理悬浮石墨烯基本上消除了热量可以逸出的途径。” “如果石墨烯位于底物上,则大部分热量将散发到底物上。在我们面前,其他组仅报告了来自石墨烯的红外线效率低下的辐射发射。”
从石墨烯中发出的光还反映了每块悬挂在前面的硅的。反射的光线会干扰发出的光,从而产生一种在不同波长处的峰值的发射模式。这打开了另一种可能性:通过改变到硅的距离来调整光线。
帕克说,石墨烯的原理很简单,但是花了很长时间才能发现。
他说:“我们花了将近五年的时间才弄清楚确切的机制,但一切(所有物理学)都合适。克里斯托弗·哥伦布挑战一群人使鸡蛋站在其尽头。他们都失败了,哥伦布只需在一端破裂外壳就解决了问题,以使其具有平坦的底部。
这项研究在今天(6月15日)发行中详细介绍了大自然nantechnology。
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