Создан новый тип источников света, основой которых являются отдельные графеновые наноленты - «Наука и технологии»

Исследователи из института Нанотехнологий CNR, Модена, Италия, и университета Страсбурга, Франция, продемонстрировали работоспособные источники света, основой которых является отдельная графеновая нанолента, шириной всего в 7 атомов. Измерив параметры света, ученые выяснили, что яркость этих источников сопоставима с яркостью светоизлучающих устройств на углеродных нанотрубках, помимо этого, цветом излучаемого света можно управлять, изменяя напряжение, подаваемое на наноленту.

Отметим, что электронные и электрические свойства графена были исследованы достаточно неплохо за последние годы, однако, об оптических свойствах этого материала известно гораздо меньше. Одним из недостатков графена, как светоизлучающего материала, является отсутствие у него электронной запрещенной зона. Однако, как мы уже рассказывали не один раз, когда графен формуется в виде длинных узких полос, нанолент, шириной в несколько атомов, он получает запрещенную зону, что открывает возможности для эффективного излучения света.

Некоторое время назад ученые уже экспериментально демонстрировали возможность использования графена в светоизлучающих устройствах. Однако, созданные ранее устройства могли излучать лишь достаточно слабый свет или они состояли из большого числа графеновых нанолент, работающих параллельно. На этом фоне получение яркого света, излучаемого отдельной нанолентой, открывает гораздо более широкие возможности для использования оптического потенциала этого материала.

Высокая интенсивность излучаемого нанолентой света была получена за счет придания наноленте особой формы, что было сделано при помощи наконечника микроскопа. Один конец наноленты был прикреплен к плоскому металлическому основанию, выступавшему в качестве одного из электродов. Второй конец был поднят над поверхностью и прикреплен ко второму электроду. Такой подход позволил уменьшить оптическое сцепление между нанолентой и основанием, которое в ином случае подавляет светоизлучательную способность графена.

Проведенные измерения показали, что нанолента излучает свет в количестве 10 миллионов фотонов в секунду. Это в 100 раз больше интенсивности излучения устройств, созданных на базе мономолекулярных материалов и это сопоставимо с интенсивностью излучения устройств на основе углеродных нанотрубок. Кроме того, ученые обнаружили, что положение главного пика спектра излучаемого света зависит от приложенного напряжения, что позволяет достаточно легко изменять цвет излучаемого нанолентой света.

"В самом ближайшем будущем мы займемся исследованиями влияния ширины графеновой наноленты на спектр излучаемого ею света. В наличии такой зависимости у нас не возникает сомнений, ведь ширина запрещенной зоны напрямую зависит от ширины самой ленты" - пишут исследователи, - "Параллельно с этим мы постараемся выяснить, как влияет на светоизлучающие способности наличие дефектов в структуре графена. И в результате всего этого на свет должна появиться технология, позволяющая интегрировать "наноленточные" источники света в состав сложных схем электронных чипов".