Впервые исследователи экспериментально наблюдали излучение света от отдельных графеновых нанолент. Они продемонстрировали, что наноленты шириной 7 атомов излучают свет с высокой интенсивностью, что сопоставимо с яркими светоизлучающими устройствами, изготовленными из углеродных нанотрубок, и что цвет может быть настроен путем регулирования напряжения. Результаты могут однажды привести к развитию ярких источников света на основе графена.
Исследователи во главе с Деборой Прецци (Deborah Prezzi) в Институте CNR-Нанонауки в Модене, Италия, и Гийом Шулл (Guillaume Schull) из Страсбургского университета во Франции опубликовали статью о своих наблюдениях за первой электролюминесценцией из отдельных графеновых нанолент в недавнем выпуске Nano Letters.
«Как правило, молекулярные устройства представляют интересную фундаментальную систему, но довольно нестабильны и производят ограниченное количество сигналов», - сказал Шилл в Phys.org. «В нашей статье мы доказываем, что отдельные наноленты из графена могут использоваться как интенсивные, стабильные и контролируемые источники света, которые являются решающими шагами по отношению к оптоэлектронным приложениям реального мира с наноразмерными органическими системами».
Хотя превосходные электронные свойства графена были исследованы широко, гораздо меньше известно о его оптических свойствах. Одним из недостатков использования графена в качестве светоизлучающего устройства является то, что графеновые листы не имеют оптической запрещенной зоны. Однако недавние исследования показали, что при разрезании тонких лент всего на несколько атомов графен получает значительный оптический запрещенную зону, открывая возможность излучения света.
Экспериментально было проведено лишь несколько демонстраций светового излучения из графеновых нанолент, и они были ограничены группами нанолент и выявили только слабую светоотдачу. Таким образом, результаты нового исследования, которые показывают гораздо более яркий свет, излучаемый отдельными графеновыми нанолентами по сравнению с группами, намекают на захватывающий неиспользованный потенциал оптических свойств графена.
Как объясняют исследователи в новом исследовании, они использовали новый конфигурационный метод, в котором отдельные графеновые наноленты соединяются с двумя металлическими электродами, впервые формируя электронную схему. Используя наконечник микроскопа, исследователи частично подняли наноленту, чтобы она частично лежала на подложке, а частично была подвешена. Эта конфигурация уменьшает связь между нанолентой и электродами, которые в противном случае гасили бы свечение.
Тесты показали, что отдельные наноленты графена демонстрируют интенсивную оптическую эмиссию до 10 миллионов фотонов в секунду, которая в 100 раз более интенсивна, чем излучение, измеренное для предыдущих одномолекулярных оптоэлектронных устройств, и сравнимо с измеренным для ярких светоизлучающих устройств выполненных из углеродных нанотрубок.
Кроме того, исследователи обнаружили, что энергетический сдвиг главного пика изменяется как функция напряжения, что обеспечивает способ настройки цвета света. Эти наблюдения также дают представление о лежащих в основе механизмов излучения света из отдельных графеновых нанолент, которые исследователи планируют продолжить исследовать в будущем.
«Вероятно, мы рассмотрим влияние ширины графеновых нанолент на цвет излучаемого света, поскольку ширина, как ожидается, будет контролировать размер запрещенной зоны. Следует также изучить влияние дефектов. В конце концов, следует предложить методы для интеграции наших устройств на основе графеновых нанолент в более крупные схемы», - сказал Шулл.
Источник: phys.org
