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石墨烯納米帶首次可控穩定發光 有望極大促進新

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,強度與碳納米管制成的發光器件相當,并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》雜志上。

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。

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,產生的信號量有限。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于光電子真實世界的決定性步驟。

盡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后,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,可與碳納米管制成的發光器件媲美。

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集成到更大的電路中。

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