23. decembrī pētnieku grupa no Pohangas Tehnoloģiju universitātes Uzlaboto materiālu inženierijas katedras paziņoja, ka ir izveidojuši jauna veida LED elementu, kas var izstarot dziļu ultravioleto gaismu, pamatojoties uz grafēna un sešstūra bora nitrīda (hBN) sviestmaižu struktūru. slāņi. . Pētnieku grupa paskaidroja, ka līdz šim ierīcēs, kas izstaro dziļos ultravioletos starus, galvenokārt tiek izmantoti komponenti, kas izgatavoti no dzīvsudraba vai alumīnija gallija nitrīda, taču šiem tradicionālajiem komponentiem ir problēmas ar piesārņojumu vai gaismas efektivitāti. Pētījuma rezultāti nesen tika publicēti pasaulslavenajā akadēmiskajā žurnālā"Nature Communications".
▲ h-BN dziļa ultravioletā gaismas diode. Shematiskā diagramma parāda, ka grafēna, h-BN un van der Waals neviendabīgu nanomateriālu ar grafēna struktūru izmantošana var izstarot spēcīgu dziļu ultravioleto gaismu (C)
Saskaņā ar Pohangas Tehnoloģiju universitāti, galvenais materiāls, ko pašlaik izmanto dziļi ultravioleto LED izpētē, ir alumīnija gallija nitrīds (turpmāk tekstā – AlxGa1-xN). Tomēr šim materiālam ir pamata ierobežojums, proti, viļņa garumam kļūstot īsākam, gaismas izstarojošās īpašības strauji pasliktināsies.
Lai pārvarētu šo ierobežojumu, Pohangas Tehnoloģiju universitāte izmanto h-BN kā ierīces materiālu. Tā viena atomu slāņa struktūra ir līdzīga grafēnam, un tā izskats ir caurspīdīgs, tāpēc to sauc arī par"balto grafēnu."
Tiek ziņots, ka atšķirībā no AlxGa1-xN tas izstaro spilgtu gaismu dziļajā ultravioletajā reģionā un tiek uzskatīts par jaunu materiālu, ko var izmantot, lai izstrādātu dziļās ultravioletās gaismas diodes. Tomēr lielās joslas spraugas dēļ ir grūti ievadīt elektronus un caurumus, tāpēc nav iespējams izveidot LED. Tomēr, ja h-BN nanoplēvei tiek pielikts spēcīgs spriegums, caur tunelēšanas efektu var ievadīt elektronus un caurumus. Tāpēc tika izgatavotas LED ierīces, kuru pamatā ir Van der Waals neviendabīgi nanomateriāli, kas bija sakrauti ar grafēnu, h-BN un grafēnu, un dziļā ultravioletā spektroskopija apstiprināja, ka faktiskās ierīces izstaro spēcīgus ultravioletos starus.
Profesors Jin Zhonghuan no universitātes Materiālzinātnes un inženierzinātņu katedras teica: "Jaunu augstas efektivitātes LED materiālu izstrāde jaunajā viļņu garuma diapazonā var būt sākumpunkts optisko ierīču pielietošanai. Šī h-BN pētījuma nozīme ir dziļi ultravioleto LED ražošanas realizācijā. .
Turklāt, salīdzinot ar esošo AlxGa1-xN materiālu, tam ir ievērojami augstāka gaismas efektivitāte, un ierīci var miniaturizēt."
