Grafen viser klare muligheder for fleksibel elektronik

Udgivet i det videnskabelige tidsskrift Naturmaterialer , University of Manchester og University of Sheffield forskere viser, at nye 2D 'designer materialer' kan produceres for at skabe fleksible, gennemsigtige og mere effektive elektroniske enheder.

Holdet, ledet af nobelpristageren Sir Kostya Novoselov, skabte gennembruddet ved at skabe LED'er, som blev konstrueret på atomniveau.

Den nye forskning viser, at grafen og relaterede 2D-materialer kan bruges til at skabe lysemitterende enheder til næste generation af mobiltelefoner, tablets og fjernsyn for at gøre dem utroligt tynde, fleksibel, holdbar og endda semi-transparent.

LED-enheden blev konstrueret ved at kombinere forskellige 2D-krystaller og udsender lys fra hele dens overflade. At være så tynd, kun 10-40 atomer tykke, disse nye komponenter kan danne grundlag for den første generation af semi-transparente smarte enheder.

Et-atom tykt grafen blev først isoleret og udforsket i 2004 på University of Manchester. Dens potentielle anvendelser er enorme, men et af de første områder, hvor produkter sandsynligvis vil blive set, er inden for elektronik. Andre 2D materialer, såsom bornitirid og molybdændisulfid, er siden blevet opdaget, der åbner store nye forskningsområder og anvendelsesmuligheder.

Ved at bygge heterostrukturer - stablede lag af forskellige 2D-materialer - for at skabe skræddersyet funktionalitet og introducere kvantebrønde til at kontrollere elektronernes bevægelse, nye muligheder for grafenbaseret optoelektronik er nu blevet realiseret.

Freddie Withers, Royal Academy of Engineering Research Fellow ved University of Manchester, hvem ledede produktionen af ​​enhederne, sagde:"Da vores nye type LED'er kun består af nogle få atomlag af 2D-materialer, er de fleksible og gennemsigtige. Vi forestiller os en ny generation af optoelektroniske enheder, der stammer fra dette arbejde, fra simpel gennemsigtig belysning og lasere og til mere komplekse applikationer."

Forklaring af skabelsen af ​​LED-enheden sagde Sir Kostya Novoselov:"Ved at forberede heterostrukturerne på elastiske og gennemsigtige underlag, vi viser, at de kan danne grundlag for fleksibel og semi-transparent elektronik.

"Rækken af ​​funktionaliteter for de demonstrerede heterostrukturer forventes at vokse yderligere ved at øge antallet af tilgængelige 2D-krystaller og forbedre deres elektroniske kvalitet."

Prof Alexander Tartakovskii, fra University of Sheffield tilføjede:"De nye LED-strukturer er robuste og viser ingen signifikant ændring i ydeevne over mange ugers målinger.

"På trods af de tidlige dage i fremstillingen af ​​råvarer, kvanteeffektiviteten (fotoner udsendt pr. indsprøjtet elektron) er allerede sammenlignelig med organiske lysdioder."