愛迪生在發(fā)明燈泡時，最初是使用碳作為燈絲;現(xiàn)在，一個由美國哥倫比亞大學(xué)、韓國首爾國立大學(xué)和韓國標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)研究院研究人員組成的國際團(tuán)隊又回到同一種元素，他們首次展示了用只有一個碳原子厚度的石墨烯作為燈絲的芯片上可見光源：細(xì)條狀石墨烯燈絲與金屬電極相連，懸掛在基底上方，當(dāng)電流通過時燈絲就會受熱發(fā)光。這項研究于15日發(fā)表在提前出版的《自然·納米技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)版上。
“從本質(zhì)上說，我們制造出了世界上最薄的燈泡。”研究論文合著者、哥倫比亞大學(xué)機(jī)械工程系教授王鳳仁(音譯)說，“這種新型‘寬帶’發(fā)光器可以被集成到芯片上，有望為實現(xiàn)只有原子厚度的柔性、透明顯示屏以及基于石墨烯芯片的光通信鋪平道路。”
要開發(fā)可與現(xiàn)有半導(dǎo)體集成電路媲美的完全集成“光子”電路，關(guān)鍵是讓芯片表面的微小結(jié)構(gòu)發(fā)光。已經(jīng)有很多方法可以做到這一點，但最古老、最簡單的人造光源——白熾燈泡卻無法被集成到芯片上，這主要是因為燈絲必須達(dá)到數(shù)千攝氏度，發(fā)出的光才可見，而微觀尺度的金屬線承受不了這樣的高溫;另外，微觀尺度上，熱量從燈絲向四周傳遞的效率極高，容易損壞芯片。
物理學(xué)家組織網(wǎng)的報道稱，通過測量石墨烯發(fā)出的光的光譜，研究人員發(fā)現(xiàn)石墨烯的溫度達(dá)到2500攝氏度以上，足以明亮發(fā)光。論文第一作者、哥倫比亞大學(xué)機(jī)械工程系博士后研究員金永德(音譯)解釋說：“原子厚度的石墨烯發(fā)出的可見光線如此強(qiáng)烈，無需額外放大，肉眼便能看見。”
石墨烯達(dá)到如此高的溫度而不熔化基板或金屬電極，是因為其具有一個有趣特性：當(dāng)受熱時，石墨烯會變成熱的不良導(dǎo)體。這意味著高溫被局限在了中心的一個小“熱點”上。
論文共同作者、韓國標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)研究院高級研究員裴明浩(音譯)說：“相對于置于固態(tài)基底上的石墨烯，我們能夠?qū)矣谏戏降氖┘訜嶂粮哌_(dá)太陽溫度的一半，同時效率提高1000倍。”
該團(tuán)隊還通過制成大規(guī)�；瘜W(xué)氣相沉積(CVD)石墨烯發(fā)光器陣列，展示了這項技術(shù)的可擴(kuò)展性。
研究團(tuán)隊目前正在進(jìn)一步探究這種裝置的性能，比如其開關(guān)的速度要多快才能創(chuàng)建光通信的比特位，同時也在開發(fā)將它們集成到柔性基板上的技術(shù)。
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