December 23-án a Pohang Műszaki Egyetem Új Anyagmérnöki Tanszékének kutatócsoportja bejelentette, hogy egy új típusú LED-elemet gyártottak, amely mély ultraibolya fényt bocsát ki a grafén rétegek és a hatszögletű bór-nitrid (hBN) rétegek szendvicsszerkezete alapján. . A kutatócsoport kifejtette, hogy eddig a mély ultraibolya sugarakat kibocsátó eszközök főként higanyból vagy alumínium gallium-nitridből készült alkatrészeket használtak, de ezeknek a hagyományos összetevőknek problémái vannak a szennyezéssel vagy a fényhatékonysággal. A kutatási eredményeket nemrégiben tették közzé a világhírű Nature Communications tudományos folyóiratban.
▲ h-BN mély ultraibolya LED. Erős mély ultraibolya emissziót mutató sematikus grafén, h-BN és van der Waals heteronano anyagok felhasználásával grafénszerkezettel (C)
A Pohang Műszaki Egyetem szerint a mély ultraibolya LED-kutatásban jelenleg használt fő anyag az alumínium gallium-nitrid (a továbbiakban: AlxGa1-xN). Ennek az anyagnak azonban alapvető korlátja van arra, hogy lumineszcens tulajdonságai gyorsan romlanak, mivel a hullámhossz rövidebb lesz.
Ennek a korlátozásnak az áttöréséhez a POSTECH a h-BN-t használja eszközanyagként, amelynek egyatomos rétegszerkezete hasonló a grafénhoz és megjelenése átlátszó, így "fehér grafénnak" is nevezik.
A jelentések szerint az AlxGa1-xN-től eltérően erős fényt bocsát ki a mély ultraibolya régióban, és új anyagnak tekinthető, amely mély ultraibolya LED-ek kifejlesztésére használható. A nagy sávkülönbség miatt azonban nehéz elektronokat és lyukakat injektálni, így a LED-eket nem lehet készíteni. De ha erős feszültséget alkalmaznak a h-BN nanofilmre, elektronok és lyukak injektálhatók az alagút hatásán keresztül. Ezért a van der Waals heterogén nanoanyagok grafénnal, h-BN-nel és grafénnal történő egymásra rakódásán alapuló LED-es eszközöket gyártották, és mély UV-spektroszkópiával megerősítették, hogy a tényleges eszköz erős UV fényt bocsát ki.
Jin Zhonghuan, az egyetem Anyagtudományi és Mérnöki Tanszékének professzora elmondta: "Az új, nagy hatékonyságú LED-es anyagok kifejlesztése egy új hullámhossz-tartományban kiindulópont lehet az optikai eszközök alkalmazásához. A h-BN-nel kapcsolatos kutatás jelentősége a mély ultraibolya LED-gyártás megvalósításában rejlik. .
Ezenkívül a meglévő AlxGa1-xN anyaghoz képest jelentősen nagyobb fényhatékonysággal rendelkezik, és a készülék miniatürizálható. "
