石墨烯納米帶被顯微鏡尖端部分懸掛起來, 可見到明亮的光.
意大利和法國研究團隊首次通過實驗觀察到7個原子寬的石墨烯納米帶的高強度發光現象, 強度與碳納米管製成的發光器件相當, 並且可以通過調節電壓來改變顏色. 這一重大發現有望極大地促進石墨烯光源的發展. 相關成果發表在最近一期的《納米快報》雜誌上.
這項新研究由意大利CNR納米科學研究所和法國斯特拉斯堡大學的研究團隊共同完成. 研究人員介紹, 一般來說, 分子尺度器件構成的基本系統非常有趣, 但相當不穩定, 產生的訊號量有限. 但此項研究證明了單條石墨烯納米帶可被用作強烈的, 穩定的和可控的光源, 這是實現納米有機體系應用於光電子真實世界的決定性步驟.
儘管石墨烯的優良電子性質被廣泛研究, 但科學家對其光學性質知之甚少. 將石墨烯作為發光器件的缺點之一, 是石墨烯片不具有光學帶隙. 但最新研究表明, 當石墨烯被切成幾個原子寬的薄帶後, 就獲得了相當大的光學帶隙, 帶來了發光的可能性.
實驗結果預示著, 石墨烯納米帶具有尚待開發的巨大潛力. 測試表明, 單條石墨烯納米帶展現出高達每秒1000萬個光子的強烈光學發射, 強度比單分子光電子器件的發射高100倍, 可與碳納米管製成的發光器件媲美.
此外, 研究人員還發現, 電能轉換隨著電壓變化而變化, 為調節光的顏色提供了可能. 這些觀察結果為進一步發掘石墨烯納米帶發光的潛在機制, 做了很好的鋪墊.
未來, 研究人員還會探討石墨烯納米帶的寬度對發光顏色的影響, 因為有望利用這種寬度調節來控制帶隙大小. 當然, 最重要的是關注如何將石墨烯納米帶器件整合到更大的電路中.
