石墨烯纳米带被显微镜尖端部分悬挂起来, 可见到明亮的光.
意大利和法国研究团队首次通过实验观察到7个原子宽的石墨烯纳米带的高强度发光现象, 强度与碳纳米管制成的发光器件相当, 并且可以通过调节电压来改变颜色. 这一重大发现有望极大地促进石墨烯光源的发展. 相关成果发表在最近一期的《纳米快报》杂志上.
这项新研究由意大利CNR纳米科学研究所和法国斯特拉斯堡大学的研究团队共同完成. 研究人员介绍, 一般来说, 分子尺度器件构成的基本系统非常有趣, 但相当不稳定, 产生的信号量有限. 但此项研究证明了单条石墨烯纳米带可被用作强烈的, 稳定的和可控的光源, 这是实现纳米有机体系应用于光电子真实世界的决定性步骤.
尽管石墨烯的优良电子性质被广泛研究, 但科学家对其光学性质知之甚少. 将石墨烯作为发光器件的缺点之一, 是石墨烯片不具有光学带隙. 但最新研究表明, 当石墨烯被切成几个原子宽的薄带后, 就获得了相当大的光学带隙, 带来了发光的可能性.
实验结果预示着, 石墨烯纳米带具有尚待开发的巨大潜力. 测试表明, 单条石墨烯纳米带展现出高达每秒1000万个光子的强烈光学发射, 强度比单分子光电子器件的发射高100倍, 可与碳纳米管制成的发光器件媲美.
此外, 研究人员还发现, 电能转换随着电压变化而变化, 为调节光的颜色提供了可能. 这些观察结果为进一步发掘石墨烯纳米带发光的潜在机制, 做了很好的铺垫.
未来, 研究人员还会探讨石墨烯纳米带的宽度对发光颜色的影响, 因为有望利用这种宽度调节来控制带隙大小. 当然, 最重要的是关注如何将石墨烯纳米带器件集成到更大的电路中.
