世界最薄燈泡問(wèn)世：只有一個(gè)原子厚

　　130年前，托馬斯·愛(ài)迪生用碳做成了世界上首款商用型燈泡的燈絲。

　　而現(xiàn)在，來(lái)自哥倫比亞大學(xué)、首爾國(guó)立大學(xué)(SNU)、以及韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)研究院的研究團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)用相同的元素—碳的完美結(jié)晶形式(石墨烯)—做出了世界上最薄的電燈泡。

　　盡管它的燈絲只有一層原子那么厚，但它產(chǎn)生的光亮仍可以很容易被肉眼看到。

　　Young Duck Kim和James Hone教授

　　通過(guò)將石墨烯微細(xì)絲附加在金屬電極上，然后懸掛在硅襯底的方式，電流通過(guò)燈絲并致其加熱至超過(guò)2500℃(4500℉)，從而發(fā)出非常明亮的光。

　　研究人員用石墨烯制作出世界上最薄的片上型光源

　　哥倫比亞大學(xué)機(jī)械工程教授James Hone表示：

　　“我們已經(jīng)創(chuàng)造出了世界上最薄的燈泡，這種新型的‘寬帶’光源可以集成到芯片中，并為實(shí)現(xiàn)薄如原子的柔性透明顯示器、以及基于石墨烯的片上光通信鋪平道路”。

　　有趣的是，盡管石墨烯的溫度如此之高，但卻不會(huì)融化襯底或金屬電極。這是因?yàn)?，?dāng)石墨烯被加熱時(shí)，它的熱量不太能夠從本身傳到離開(kāi)。

　　結(jié)果就是熱度被集中和限制在了細(xì)絲非常中間的地方，從而發(fā)出了強(qiáng)光。光譜測(cè)量發(fā)現(xiàn)，其峰值突破了人們的預(yù)期，這是由于發(fā)光長(zhǎng)絲與硅基板反彈干涉而造成的。

　　不同于任何常見(jiàn)的燈絲，因?yàn)椴馁|(zhì)透明，所以這種現(xiàn)象只可能發(fā)生在石墨烯上。通過(guò)改變與襯底之間的距離，研究人員就能夠調(diào)整其所發(fā)射的光譜。

　　石墨烯晶格(graphene lattice)也能夠非常高效地發(fā)光，由于其內(nèi)在力量可以維持激發(fā)水平，并允許電子的自由流通。

　　也就是說(shuō)，正如石墨烯可在上升狀態(tài)(elevated state)快速發(fā)射電子，它也可以在電加熱的情況下有效地釋放光子。

　　KRISS高級(jí)研究員Myung-Ho Bae表示：

　　在最高溫度下，電子溫度比石墨烯晶格的聲學(xué)振動(dòng)模式要高得多。這種獨(dú)特的熱特性，允許我們將懸浮石墨烯加熱至太陽(yáng)一半的溫度，并使相對(duì)于固體基片的工作效率提升1000倍。

　　目前，研究人員正在設(shè)法改善這些光熱裝置，以便其能夠快速通/斷(產(chǎn)生0和1信號(hào))并應(yīng)用于光通信。當(dāng)然，他們還會(huì)探索將之納入柔性材料的方法。

　　這項(xiàng)研究的成果以發(fā)表在近期的《自然納米技術(shù)》(Nature Nanotechnology)期刊上。