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石墨烯纳米带首次可控稳定发光
更新日期:2018-01-16  

  法国和意大利研究团队首次通过实验观察到7个原子宽的石墨烯纳米带的高强度发光现象,强度与碳纳米管制成的发光器件相当,并且可以通过调节电压来改变颜色。这一发现有望促进石墨烯光源的发展。相关成果“"Bright Electroluminescence from Single Graphene Nanoribbon Junctions发表在110日出版的《纳米快报》杂志上(Nano Lett., 2018, DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b03797)。 

  这项新研究由法国斯特拉斯堡大学Guillaume Schull 和意大利CNR纳米科学研究所Deborah Prezzi 带领的联合研究团队完成。研究人员介绍,一般来说,分子尺度器件构成的基本系统非常有趣,但相当不稳定,产生的信号量有限。但此项研究证明了单条石墨烯纳米带可被用作强烈的、稳定的和可控的光源,这是实现纳米有机体系应用于光电子真实世界的决定性步骤。 

  石墨烯纳米带被显微镜尖端部分悬挂起来,可见到明亮的光。图片来源:Nano Letters 

  尽管石墨烯的优良电子性质被广泛研究,但科学家对其光学性质知之甚少。将石墨烯作为发光器件的缺点之一,是石墨烯片不具有光学带隙。但最新研究表明,当石墨烯被切成几个原子宽的薄带后,就获得了相当大的光学带隙,带来了发光的可能性。 

  实验结果预示着,石墨烯纳米带具有尚待开发的巨大潜力。测试表明,单条石墨烯纳米带展现出高达每秒1000万个光子的强烈光学发射,强度比单分子光电子器件的发射高100倍,可与碳纳米管制成的发光器件媲美。 

  此外,研究人员还发现,电能转换随着电压变化而变化,为调节光的颜色提供了可能。这些观察结果为进一步发掘石墨烯纳米带发光的潜在机制做了很好的铺垫。 

  未来,研究人员还会探讨石墨烯纳米带的宽度对发光颜色的影响,因为有望利用这种宽度调节来控制带隙大小。当然,最重要的是关注如何将石墨烯纳米带器件集成到更大的电路中。 

  (来源:科技日报 

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