Нобелевский лауреат Новоселов разработал гибкие светодиоды

,2 марта 2016

Полупроводниковая гетероструктура на основе графена

Купили в магазине большой телевизор, а как нести его домой – непонятно? Скоро эта проблема перестанет существовать. В Манчестере разработали прозрачные и гибкие светодиоды для современных гаджетов. А это означает, что тот же телевизор можно будет просто свернуть в рулон и унести на плече.

Автор разработки – физик Константин Новоселов, работающий в Университете Манчестера. К слову, в 2010г. в соавторстве с Андреем Геймом он открыл графен. Открытие было удостоено нобелевской премии. Теперь же команда ученого создала концепт модуля, который вполне может стать «сердцем» новейших гибких экранов.

После открытия графена интересы ученых несколько разошлись. Гейм продолжил изучение свойств нового материала и перспектив его использования, Новоселов занялся созданием иных гетероструктур на базе двумерных пленок. По словам ученого, после получения графена они поняли, что это далеко не единственный стабильный материал толщиной в 1 атом. Существует отдельный класс двумерных пленок и команда Новоселова занялась именно этим направлением. Изучение графена теперь занимает только четверть всей программы работ.

Двумерные пленки

В арсенале ученых – настоящий «архив» двумерных пленок, причем обладающих разными свойствами. Это и проводящие, и оптически активные, и изоляционные, и многие другие материалы. Разработчики решили формировать из пленок своеобразные «стопки» с заданными свойствами. «Стопки», получившие название гетероструктур, были открыты Жоресом Алферовым, в 2000г. ученый был награжден «нобелевкой». Яркий пример – дихалькогениды и нитрид бора. Благодаря комбинированию слоев ученые могут получать «пироги» с нужными физическими параметрами, отсутствующими у используемых компонентов.

Гибкий светодиод

Журнал Nature Materials опубликовал статью, рассказывающую о светодиодных пленках. Ученые скомбинировали пленки сульфида титана, дисульфида молибдена и нитрида бора, получив гетероструктуру, люминесцирующую при прохождении тока. Графен в этой системе играет достаточно незначительную роль. Его пленки применяются в качестве прозрачных электродов. Иными словами, получился, по сути, светодиод, свойства которого можно менять, варьируя состав гетероструктуры.

Свойства и перспективы

Толщина «пачки» составляет 10-40 атомарных слоев, светогенерирующий слой испускает свечение по всей своей поверхности. В настоящее время получены «пачки», светящиеся в красном и инфракрасном спектрах. Изменение состава структуры позволяет варьировать частоту излучения, поскольку разные материалы светятся в разных диапазонах. В результате становится возможным комбинировать цвета свечения.

Так как в состав светодиода входят слои толщиной в 1 атом, то он получается гибким и прозрачным. Кроме того, ученые уже задумываются о создании на этой основе нового поколения оптоэлектроники, от лазеров до осветительных приборов.

Преимуществ у такой системы несколько. Одно из них – возможность практически неограниченной надстройки. Примыкающие друг к другу слои позволяют формировать нужные функции всей системы. К примеру, 10 слоев – светодиод, еще 5 – транзистор, еще 5 – фотопанель и т.д. Поскольку структуры гнутся, это позволяет менять поляризацию или частоту излучаемого спектра в зоне перегиба.

Использовать новинку можно в разных областях. От портативной или габаритной электроники (телефоны, планшеты, телевизоры, компьютеры и т.д.) до систем освещения. Причем созданные на этой основе устройства будут гибкими, с минимальной толщиной, легкими, но при этом долговечными. Кроме того, диапазон функциональных возможностей «пачек» будет расти по мере получения большего числа двумерных пленок и улучшения их качества.

Источник: Газете.Ru

Поделиться: