23. joulukuuta Pohangin teknillisen yliopiston edistyneen materiaalitekniikan laitoksen tutkimusryhmä ilmoitti, että he ovat tuottaneet uudentyyppisen LED-elementin, joka voi lähettää syvää ultraviolettivaloa grafeenin ja kuusikulmaisten boorinitridikerrosten (hBN) sandwich-rakenteen perusteella. . Tutkimusryhmä selitti, että toistaiseksi syvän ultraviolettisäteen lähettävät laitteet käyttävät pääasiassa elohopeasta tai alumiinista galliumnitridistä valmistettuja komponentteja, mutta näillä perinteisillä komponenteilla on ongelmia saastumisen tai valotehokkuuden kanssa. Tutkimustulokset julkaistiin äskettäin maailmankuulussa akateemisessa lehdessä "Nature Communications".
▲ h-BN syvä ultravioletti-LED. Kaaviokaavio osoittaa, että grafeenin, h-BN: n ja van der Waalsin heterogeenisten nanomateriaalien käyttö grafeenirakenteella voi lähettää voimakasta syvää ultraviolettivaloa (C)
Pohangin teknillisen yliopiston mukaan päämateriaali, jota tällä hetkellä käytetään syvätiheyttisen LED-tutkimuksen yhteydessä, on alumiinigasiumin nitridi (jäljempänä "AlxGa1-xN"). Tällä materiaalilla on kuitenkin perusrajoitus, eli aallonpituuden lyhentyessä valoa lähettävät ominaisuudet heikkenevät nopeasti.
Tämän rajoituksen läpimurtamiseksi Pohangin teknillinen yliopisto käyttää h-BN: tä laitteen materiaalina. Sen yhden atomikerroksen rakenne on samanlainen kuin grafeeni, ja sen ulkonäkö on läpinäkyvä, joten sitä kutsutaan myös "valkoiseksi grafeeniksi".
On raportoitu, että toisin kuin AlxGa1-xN, se lähettää kirkasta valoa syvän ultraviolettialueen alueella ja sitä pidetään uutena materiaalina, jota voidaan käyttää syvien ultravioletti-LEDien kehittämiseen. Suuren nauhan aukon vuoksi on kuitenkin vaikea ruiskuttaa elektroneja ja reikiä, mikä tekee LED: n tekemisen mahdottomaksi. Kuitenkin, jos h-BN-nanokalvoon kohdistetaan vahva jännite, elektronit ja reiät voidaan ruiskuttaa tunnelointivaikutuksen läpi. Siksi Van der Waalsiin perustuvat LED-laitteet, jotka on pinottu grafeenilla, h-BN: llä ja grafeenilla, valmistettiin, ja syvä ultraviolettispektroskopia vahvisti, että todelliset laitteet lähettävät voimakkaita ultraviolettisäteitä.
Professori Jin Zhonghuan yliopiston materiaalitieteen ja -tekniikan laitolta sanoi: "Uusien korkealaatuisten LED-materiaalien kehittäminen uudella aallonpituusalueella voi olla lähtökohta optisten laitteiden soveltamiselle. Tämän h-BN-tutkimuksen merkitys on syvän ultravioletti-LED-valmistuksen toteuttamisessa. .
Lisäksi verrattuna olemassa olevaan AlxGa1-xN-materiaaliin sillä on huomattavasti suurempi valotehokkuus, ja laite voidaan pienennyä. "
