柔性顯示-石墨烯LED

研究人員已經開發出一種新的基於石墨烯的柔性LED顯示原型，它非常薄和明亮，可以用於下一代手機、平板電腦和電視。

來自曼徹斯特大學和謝菲爾德大學的研究人員開發出了一種新型的半透明的石墨烯LED器件，它可以構成用於下一代手機、平板電腦和電視的柔性屏幕的基礎。這種極薄的顯示屏是用夾在中間的「異質結構」製成的，只有10-40個原子厚度，並在整個表面發出一層光。

曼徹斯特大學(University of Manchester)與石墨烯(graphene)合作的歷史很長，安德烈·海姆爵士(Sir Andre Geim)和克斯特亞·諾沃塞洛夫爵士(Sir Kostya Novoselov)在2004年通過機械剝離(使用膠帶)，首先在大學裡分離出單原子厚度的材料。從那以後，研究還擴展到其他有前途的二維材料結構，包括硼氮化硼和二硫化鉬。

這些試驗領域的最終成果是由諾沃塞諾夫領導的一個團隊建造的新型2D LED半導體，使用的是金屬石墨烯、絕緣六邊形氮化硼和各種半導體單層材料。正是這種結構使用了在原子水平上設計的led，使得團隊能夠生產出他們的突破性設備。因此，這項研究表明石墨烯(與其他柔性2D材料相結合)不僅僅局限於簡單的電子顯示屏，還可以利用它來製造發光裝置，不僅非常薄，而且還很靈活。

Novoselov說:「通過在彈性和透明的底物上製備異質結構，我們證明了它們可以為柔性和半透明的電子器件提供基礎。」

這種內在的彈性和半透明也意味著該設備可以作為當前LCD或傳統LED技術的替代品，潛在地提供從普通照明產品到多面圖形顯示器的所有產品。

「我們設想新一代的光電器件，從簡單的透明照明和激光，到更複雜的應用，從這項工作中分離出來，」曼徹斯特大學皇家工程院研究員弗雷迪·威瑟斯說。

異質結構(范德瓦爾斯異質結構)是通過加入不同的材料(通常是在層中)和直接在原子層連接的材料製成的。在新裝置中使用的異質結構實際上創造了一種電子引力，研究人員已經用它來構造量子阱來控制電子的運動，使電子設備發出光。

實際上，這些量子阱(電子和「洞」都在「井」層中看到較低的能量)利用它們的特殊性質，將電荷載體(電子和空穴)限制在一個量子能級的薄層中。隨著交換過程的產生，能量狀態的變化會產生光子，因此也會產生光。

諾沃塞洛夫說:「顯示出的異質結構的功能範圍有望進一步擴大，增加可用的2D晶體的數量，並提高它們的電子質量。」