石墨烯納米帶首次可控穩定發光有望促進新型光源發展

　　石墨烯納米帶被顯微鏡尖端部分懸掛起來，可見到明亮的光。

圖片來源：美國化學學會

　　意大利和法國研究團隊首次通過實驗觀察到7個原子寬的石墨烯納米帶的高強度發光現象，強度與碳納米管制成的發光器件相當，并且可以通過調節電壓來改變顏色。這一重大發現有望極大地促進石墨烯光源的發展。相關成果發表在最近一期的《納米快報》雜志上。

　　這項新研究由意大利CNR納米科學研究所和法國斯特拉斯堡大學的研究團隊共同完成。研究人員介紹，一般來說，分子尺度器件構成的基本系統非常有趣，但相當不穩定，產生的信號量有限。但此項研究證明了單條石墨烯納米帶可被用作強烈的、穩定的和可控的光源，這是實現納米有機體系應用于光電子真實世界的決定性步驟。

　　盡管石墨烯的優良電子性質被廣泛研究，但科學家對其光學性質知之甚少。將石墨烯作為發光器件的缺點之一，是石墨烯片不具有光學帶隙。但最新研究表明，當石墨烯被切成幾個原子寬的薄帶后，就獲得了相當大的光學帶隙，帶來了發光的可能性。

　　實驗結果預示著，石墨烯納米帶具有尚待開發的巨大潛力。測試表明，單條石墨烯納米帶展現出高達每秒1000萬個光子的強烈光學發射，強度比單分子光電子器件的發射高100倍，可與碳納米管制成的發光器件媲美。

　　此外，研究人員還發現，電能轉換隨著電壓變化而變化，為調節光的顏色提供了可能。這些觀察結果為進一步發掘石墨烯納米帶發光的潛在機制，做了很好的鋪墊。

　　未來，研究人員還會探討石墨烯納米帶的寬度對發光顏色的影響，因為有望利用這種寬度調節來控制帶隙大小。當然，最重要的是關注如何將石墨烯納米帶器件集成到更大的電路中。

　　總編輯圈點

　　我們不斷追求著功耗更小、速率更高的新一代光電元件，而眾所周知，石墨烯就是最理想的“選手”——即使常溫下，它也有高于碳納米管或硅晶體的電子遷移率、低于銅或銀的電阻率。此次成果，是石墨烯納米帶發光研究之路上的重要一步，同時，也將使未來高密度集成電路的制備不再遙不可及。