南理工研究出新型二維半導(dǎo)體材料 高端LED燈也能白菜價

　　市面上能買到的LED燈，雖然耗電量僅為白熾燈的6%，使用壽命長達5萬小時以上，但動輒十倍、數(shù)十倍的售價，使LED燈無法輕易走入尋常百姓家。記者從南京理工大學(xué)了解到，學(xué)校近日取得的新型二維半導(dǎo)體研究進展，有望制造出新型材料，極大降低LED燈生產(chǎn)成本。

　　LED燈亮度高、低功耗、無輻射、不含有毒成分，而且在電網(wǎng)沒有覆蓋的地區(qū)，依靠太陽能就可以使用。在地球資源緊張、環(huán)境污染嚴(yán)重的今天，對全人類都具有非常重要的意義。LED基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料芯片，目前用于生產(chǎn)制作的主要材料是氮化鎵。這種需要真空高溫制備的半導(dǎo)體材料，價格高昂，是造成LED燈價格過高、無法推廣的重要原因。

　　據(jù)該校納米光電材料研究所曾海波所長介紹，成本低廉的新材料是目前國內(nèi)外材料學(xué)界爭相研發(fā)的重點。近年來，取材普遍的石墨烯等新性材料展現(xiàn)出卓越的性能，非常適合用于制造包括LED在內(nèi)的信息、能源器件。然而，這些新材料也有致命的缺點——金屬或半金屬屬性，而用于生產(chǎn)的材料必須具有半導(dǎo)體屬性，如何改變這些材料的屬性成了材料學(xué)界難以攻克的瓶頸。

　　南理工設(shè)計的新材料單層砷烯(Arsenene)和銻烯(Antimonene)，只有一個原子厚，具備半導(dǎo)體屬性。這種超薄材料穩(wěn)定性強、性能優(yōu)越，應(yīng)用前景極為廣泛。曾所長介紹，其實LED制造只是這種新材料應(yīng)用的一個方面，對硅的取代將具有更大的應(yīng)用價值。硅是目前計算機、手機芯片(集成電路)的主要制造材料，然而，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步，集成電路上的晶體管密度越來越大，其密度的增加就越來越困難，硅材料即將達到其應(yīng)用尺寸的極限，而二維新材料則突破硅的這一限制。比如現(xiàn)在很熱門的谷歌眼鏡、智能健康手環(huán)等柔性可穿戴設(shè)備，目前還依靠硅在制造，而新材料一旦用于應(yīng)用，這些可穿戴設(shè)備不僅性能會突飛猛進，而且會更加輕薄小巧，價格也會更加親民。