Впервые учёные продемонстрировали рабочий источник света на базе графена, выполняющего роль нити накала. Мелкие частички графена, прикреплённые к металлическим электродам, светятся при пропускании через них электрического тока. Над проектом совместно работали исследователи из Колумбийского университета, Сеульского государственного университета и Корейского исследовательского института.
«Мы, по сути, создали тончайшую лампочку в мире,- говорит Джейм Хоун, соавтор работы. – Такой источник света можно интегрировать в чипы, и он проложит дорогу к изготовлению гибких и прозрачных дисплеев атомарной толщины, а также систем оптической связи».
Одной из ключевых задач при создании фотонных контуров для оптических компьютеров является создание микроскопических источников света. Лампу накаливания не удавалось встроить в микрочип, поскольку обычно для её свечения требуются высокие температуры, которые микросхемы не выдерживают.
Раскалённый графен достигал, по измерениям спектра света, температуры в 2500 градусов. При этом свет от структуры атомарной толщины был виден даже невооружённым глазом. Но уникальность графена в том, что с повышением температуры его теплопроводность уменьшается. Благодаря этому, он может раскаляться до свечения, не повреждая соседние микрокомпоненты.
На спектрограмме испускаемого света наблюдалось несколько пиков – это происходило из-за того, что графен прозрачен, и испущенный в сторону подложки свет отражался от неё, проходил через графен и интерферировал с тем светом, который испускался в другую сторону. Этот эффект позволит подстраивать спектр излучения, регулируя расстояние между графеном и подложкой.
Один из авторов работы отметил, что они используют фактически тот же материал, с которого Эдисон начинал опыты по светимости. Изначально он пытался использовать для нити накаливания угольный электрод. Графен — это тот же углерод, только лишь атомарной толщины.
Далее учёные планируют разработать технологию для нанесения подобного графенового источника света на гибкие подложки – направление, ведущее к созданию гибких дисплеев нового поколения. Также они будут изучать возможности быстрого включения и выключения свечения, для оценки потенциала использования этого эффекта как средства передачи информации.
Комментарии (19)
gwer
16.06.2015 22:25-1Не оно?
qbertych
16.06.2015 22:54+3А зачем оптическому процессору тепловой спектр? Там же любые гейты — нелинейность на нелинейности, с жесткими условиями на согласование длин волн и волновых векторов.
Incidence
16.06.2015 23:49+3Одной из ключевых задач при создании фотонных контуров для оптических компьютеров является создание микроскопических источников света. Лампу накаливания не удавалось встроить в микрочип, поскольку обычно для её свечения требуются высокие температуры, которые микросхемы не выдерживают.
Чем плохи полупроводниковые лазеры?
Alexeyslav
17.06.2015 11:56+1Вероятно, они несколько больше чем атомарного уровня. ПП лазер — это порядок нескольких микрометров. Вместо одного лазерного диода, можно разместить тысячи и миллионы таких «лампочек».
qbertych
17.06.2015 15:46+2Миллион лампочек на микрон? Разрешение определяется длиной волны, излучатель меньше микрона — это деньги на ветер.
Я не буду говорить о том, что это невозможно физически, т.к. «толщина» графена порядка 1/2000 микрона =).
А на практике «много лампочек рядом» уже давно реализовано:картинка
Картинка отсюда. Стоит дешево, производство занимает несколько часов. Подробнее расскажу в следующей статье про лазеры.Alexeyslav
18.06.2015 09:44И что же, ниточка графена размером сопоставимым с длиной волны не будет излучать свет если пропустить через неё ток?
Incidence
18.06.2015 11:16В тексте почему-то идёт сравнение с лампой накаливания, и утверждается, что её температура является главной проблемой.
Надо полагать, лампу накаливания атомарного уровня построить проще, чем лазеры? И её КПД будет выше, что ли? Гипотетически.
Zava
17.06.2015 09:48+4Графен то, графен сё. Порою мне кажется, что сейчас это самый исследованный материал на земле, у него куча полезных свойств, и они не собирают заканчиваться — он прочный, тонкий, легко добывается скотчем из карандаша. Кажется что его обнаружили, научились добывать хоть в сколько нибудь пригодном количестве для опытов, и давай тестировать и проверять все подряд, как будто для этого и обнаруживали — для опытов. У нас есть еще хоть один материал исследованный так же детально? А то окажется, что банальный кусок, ну скажем, железа ничуть не хуже, а то и лучше. Но он такой банальный — его уже с железного века все знают — и потому никому в голову не приходит его исследовать так как графен, ну что там, в самом деле, нового может быть: пращуры наши из него ножи делали, прадеды мечи ковали, деды танки. Делали они все это и как-то не доверяли железу. Начали в него углерод запихивать — скотча у них еще не было, а то начали бы сразу в графен железо оборачивать. Как-то так обидно становится за железо сразу. Или вот — палладий. Ну не ужели металл с таким красивым названием может быть хуже графена? Я не согласен! Этак мы скоро выкинем Менделеева с его таблицей из школьной программы и заменим ее, таблицу эту, таблицей состояний углерода. Все вокруг будет из графена, а остальные вещества будут использоваться, что бы в специальных графеновых коллайдерах из них синтезировали углерод. Ну разве что еще скотч понадобится в огромных количествах. Самое время прикупить акции завода по производству скотча.
middle
17.06.2015 09:58Исследованием железа и сталей занимаются как институты, так и всякие корпорации.
Палладий… А у вас его много? Вот углерода много :)
Mithgol
17.06.2015 11:03-8Ещё одним распространённым (но недоисследованным) материалом является, как оказалось, вода.
Nautilus: Что мы до сих пор не знаем о воде http://t.co/4s0s5oQ7p1 pic.twitter.com/XzR59QQSOR
— ИноСМИ (@inosmi) 16 июня 2015
unwrecker
17.06.2015 10:39Что дальше? Графеновые радиолампы?
ploop
17.06.2015 11:22+2Графеновые или нет, но радиолампы обретают новую жизнь.
Сейчас нарабатываются технологии встраивания их в чипы. Суть в том, что если катод с анодом находится на микроскопическом расстоянии друг от друга и имеют особую форму, то эмиссия зарядов достаточна без применения нагрева. Если скрестить их с полупроводниками, открываются новые возможности, к примеру, силовой ключ без огромной затворной ёмкости (мечта), или электроника, стойкая к радиации.
AYrm
Вот это очень хорошие новости! И спектр у него «естественный» без пиков и провалов. Просто нагретое тело. Уголь.