Loading

Самая тонкая лампочка в мире на основе графена

Создано 17.06.2015 15:48
Автор: Natali

Самая тонкая лампочка в мире на основе графена. Facepla.net последние новости экологии

Более 130 лет назад Томас Эдисон использовал углерод в качестве проводниковой нити для создания самой первой лампочки. Сегодня группа ученых и инженеров использовали тот же самый элемент, но в полностью закристаллизованной форме графена, чтобы создать то, что по их утверждениям, является самой тонкой лампой в мире.

Даже если ее толщина будет всего один атом, а размер слишком мал, чтобы увидеть без посторонней помощи, новая лампа настолько яркая, что производимый свет можно легко увидеть невооруженным глазом.

Исследователи и инженеры из Колумбийского университета, Национального университета Сеула и Корейского научно-исследовательского института стандартов и науки создали устройство, используя крошечные нити графена, прикрепленные к металлическим электродам, которые затем подвесили над кремниевой подложкой. Ток, проходящий через эти нити, заставлет их нагреваться до более 2500 ° C (4500 ° F) и производить исключительно яркий свет.

«Мы создали то, что, по сути называется самой тонкой в мире лампочкой», сказал Джеймс Хон (James Hone), профессор машиностроения. «Этот новый тип «широкополосного» излучателя света может быть интегрирован в микросхемы и проложить путь к реализации атомарно тонких, гибких и прозрачных дисплеев, а также встроенной в микросхему оптической связи на основе графена».

Самая тонкая лампочка в мире на основе графена

Интересно, что способность графена достигать таких высоких температур без плавления нижележащей подложки или металлических электродов обоснована тем, что графен, нагреваясь, теряет способность отводить от себя тепло. В результате тепло сконцентрировано в самом центром нитей и производит исключительно интенсивный свет.

Измеряя спектр света, излучаемого новым устройством, исследователи также обнаружили, что он достигает пиков при определенной длине волны. Это было результатом взаимодействия света, генерируемого непосредственно светящимися нитями, и света, отражающегося от кремниевой подложки и попадающего обратно на графеновые волокна.

«Это (явление) возможно только потому, что графен является прозрачным, в отличие от любой обычной нити, и позволяет настраивать спектр излучения путем изменения расстояния до подложки».

Графеновая решетка также является особо эффективным способом для получения света, из-за присущей ей способности поддерживать уровни возбуждения, которые обеспечивают более свободные потоки электронов. То есть, так же, как графен способен быстро пропускать электроны при возбуждении лазерами, поскольку электроны остаются в возбужденном состоянии, это же обеспечивает аналогичную способность эффективного выпуска фотонов в случае электрического нагрева.

Самая тонкая лампочка в мире на основе графена

«При самых высоких температурах, температура электронов намного выше, чем у акустических колебательных режимов графеновой решетки, поэтому требуется меньше энергии для достижения температур, необходимых для видимого светового излучения», говорит Мен Хо Пэ (Myung-Ho Bae), старший научный сотрудник Корейского научно-исследовательского института.

«Эти уникальные термические свойства позволяют нагревать подвешенный графен до половины температуры Солнца, и повысить эффективность в 1000 раз, по сравнению с графеном на твердой подложке».

В настоящее время исследователи работают над способами улучшения работы этих раскаленных устройств, чтобы определить насколько быстро они могут включаться и выключаться, чтобы их можно было использовать для создания единиц и нулей в оптической связи. Они также изучают методы встраивания их в гибкие материалы.

Facepla.net по материалам: engineering.columbia.edu

Author: Natali

Комментарии: