23 декабря исследовательская группа из Департамента инженерии новых материалов в Технологическом университете Пхохана объявила, что они изготовили новый тип светодиодного элемента, который излучает глубокий ультрафиолетовый свет на основе сэндвич-структуры слоев графена и гексагональных слоев нитрида бора (hBN). . Исследовательская группа объяснила, что до сих пор устройства, которые испускают глубокие ультрафиолетовые лучи, в основном использовали компоненты, изготовленные из ртути или нитрида галлия алюминия, но эти традиционные компоненты имеют проблемы с загрязнением или световой эффективностью. Результаты исследования были недавно опубликованы во всемирно известном академическом журнале Nature Communications.
▲ h-BN глубокий ультрафиолетовый светодиод. Схема, показывающая сильное глубокое ультрафиолетовое излучение с использованием гетеронаноматериалов графена, h-BN и ван-дер-Ваальса с графеновыми структурами (C)
По данным Pohang University of Technology, основным материалом, используемым в настоящее время в исследованиях глубоких ультрафиолетовых светодиодов, является нитрид галлия алюминия (далее именуемый AlxGa1-xN). Однако этот материал имеет фундаментальное ограничение, заключающееся в том, что его люминесцентные свойства быстро ухудшаются по мере того, как длина волны становится короче.
Чтобы преодолеть это ограничение, POSTECH использует h-BN в качестве материала устройства, структура одноатомного слоя которого похожа на графен, а его внешний вид прозрачен, поэтому его также называют «белым графеном».
Сообщается, что, в отличие от AlxGa1-xN, он излучает яркий свет в глубокой ультрафиолетовой области и считается новым материалом, который можно использовать для разработки глубоких ультрафиолетовых светодиодов. Однако из-за большой запрещенной зоны трудно впрыскивать электроны и дырки, поэтому светодиоды не могут быть изготовлены. Но если к нанопленке h-BN приложено сильное напряжение, электроны и дырки могут быть введены через туннельный эффект. Поэтому были изготовлены светодиодные устройства, основанные на укладке гетерогенных наноматериалов Ван-дер-Ваальса с графеном, h-BN и графеном, и было подтверждено глубокой УФ-спектроскопией, что фактическое устройство излучает сильный ультрафиолетовый свет.
Профессор Цзинь Чжунхуань из Департамента материаловедения и инженерии университета сказал: «Разработка новых высокоэффективных светодиодных материалов в новом диапазоне длин волн может стать отправной точкой для применения оптических устройств. Значение этого исследования h-BN заключается в реализации производства глубоких ультрафиолетовых светодиодов. .
Кроме того, по сравнению с существующим материалом AlxGa1-xN, он обладает значительно более высокой световой эффективностью, а устройство может быть миниатюрным. "
