Исследователи из пекинского Университета Цинхуа создали светодиод, который меняет цвет в зависимости от приложенного напряжения. Созданный из двух разных производных графена, этот светодиод способен менять цвет в пределах почти всего видимого света — от голубого до красного.
Известные на сегодня светодиоды излучают свет только одного цвета, который определен при изготовлении. Изменение света, излученного единственным светодиодом, не было реализовано, несмотря на многочисленные попытки.
Ученые из Университета Цинхуа (Пекин) в своей статье в журнале Nature Communications (http://www.nature.com/ncomms/2015/150716/ncomms8767/fig_tab/ncomms8767_F1.html) смогли продемонстрировать светодиод, который не только может менять цвет излученного света, но и может это делать в пределах всего видимого света: от голубого (длина волны 450 нм) до красного (длина волны 750 нм) — практически все цвета, кроме темно-синих и фиолетовых.
Исследователи во главе с профессором Тянь-Лин Жень сделали светоизлучающий материал, где два разных производных графена используются вместе. Первый вид материала - оксид графена (GO) - сделан из недорогого графита, а второй вид - восстановленный оксид графена (rGO).
Сам графен обладает металлической проводимостью, то есть у него отсутствует запрещенная зона — энергетический зазор между дном зоны проводимости и потолком валентной зоны, который обязательно присутствует у полупроводников (фактически это расстояние между зоной «металла» и «изолятора»). Светодиоды — полупроводниковые устройства, и ширина запрещённой зоны в них определяет энергию испускаемых фотонов, то есть цвет света.
Оксид графена (GO) обладает очень широкой запрещенной зоной, восстановленный оксид графена (rGO ) - нулевой, а вот материал, полученный китайскими учеными на границе этих сред, оказался носителем промежуточных свойств. В частности, ему присущи несколько отдельных энергетических уровней, что позволяет испускать свет разной энергии, то есть цвета.
«Обычные светодиоды могут излучать свет фиксированной длины волны, и именно поэтому дисплеи требуют равного количества красных, зеленых и синих светодиодов. Если использовать настраиваемые светодиоды на основе графена, полноцветный и гибкий дисплеи могут быть реализованы простейшими способами. Эта технология может принести выгоду большому диапазону электроники», - пояснил Жэнь.
