ساخت نوع جدیدی از LED با کمک گرافن

طبق گفته گروهی از محققان در آمریکا و کره جنوبی، با ترکیب آرایه‌های عمودی ابرشبکه‌های میله‌ای یک بعدی با صفحات گرافن دو بعدی می‌توان نوع جدیدی از دیود گسیلنده نور قوی با خواص الکتریکی و نوری خوب، ساخت. این افزاره همچنین ثابت می‌کند که گرافن یک ماده ایده‌آل برای الکترودهای شفاف می‌باشد.

طبق گفته گروهی از محققان در آمریکا و کره
جنوبی، با ترکیب آرایه‌های عمودی ابرشبکه‌های میله‌ای یک بعدی با صفحات
گرافن دو بعدی می‌توان نوع جدیدی از دیود گسیلنده نور قوی با خواص الکتریکی
و نوری خوب، ساخت. این افزاره همچنین ثابت می‌کند که گرافن یک ماده ایده‌آل
برای الکترودهای شفاف می‌باشد.

آرایه‌های عمودی نانومیله‌ها و نانوسیم‌های نیمه‌رسانا بواسطه طبیعت یک
بعدی‌شان خواص نوری، الکتریکی و مکانیکی عالی دارند و می‌توانند برای ساخت
افزاره‌های الکترونیکی و اپتوالکترونیکی آینده استفاده شوند. چنین آرایه‌هایی،
برای مثال هنگام مجتمع شدن داخل قطعه‌های پلاستیکی می‌توانند افزاره‌های
انعطاف‌پذیری از نظر مکانیکی تشکیل دهند؛ در حالی که ساخت چنین افزاره‌های
انعطاف‌پذیری با استفاده از فناوری‌های ویفر نیمه‌رسانا مرسوم ممکن نیست.

 

 
بالا: آرایه‌ای از نانومیله‌ها، پایین چپ: تصاویر SEM از این ساختارهای گرافن/نانومیله؛
پایین راست و مرکز: شمایی از این دیودهای گسیلنده نور.
 
اگرچه، محققان نیاز به توسعه روشی دارند که
به‌وسیله آن الکترودهای تماسی بسازند که جهت استفاده در کاربردهای عملی بین
این نانومیله‌ها پل زده و آنها را به هم متصل کنند. اکنون گروهی به رهبری
جون روگرز از دانشگاه ایلونویز و همکارانش در سئول نشان داده‌اند که صفحات
دو بعدی گرافنی که روی نوک این آرایه‌های نانومیله‌ای قرار داده شده‌اند،
می‌توانند عملاً چنین ارتباطی را برقرار کنند. این محققان با ساختن افزاره‌های
دیودگسیلنده نور (LED) نشان داده که گرافن چنین توانایی را دارد. در این
افزاره‌ها از آرایه‌های نانومیله‌های آرسنیدگالیومی استفاده شده است که
صفحات گرافن بعنوان الکترودهای شفاف آنها را بهم متصل کرده‌اند.

روگرز توضیح می‌دهد که این دیودهای گسیلنده نور نانومیله‌ای مبتنی بر گرافن
یک سیستم هیبریدی هستند که در آن با روش خاصی مواد کربنی مستحکمی مانند
گرافن و مواد معدنی کارآمدی مانند آرسنیدگالیوم با هم ترکیب شده و از
مزایای مهم هر کدام استفاده شده است. او اضافه می‌کند که شکل آرایه‌ای این
نانومیله‌ها به طور مؤثری منجر به افزایش نور گسیل‌شده از آنها می‌شود و
رسانایی عالی الکتریکی و گرمایی گرافن برای تزریق مؤثر حامل بار و پخش شدن
گرمای تولید شده مفید می‌باشد.

روگرز می‌گوید: این دیودهای گسییلنده نور غیرمعمول ممکن است برای معماری‌های
مسطحی که در آنها خواص نرم (انعطاف‌پذیری و کشسانی) لازم است، جایگزین‌های
نویدبخشی باشند. به‌طور کلی ایده استفاده از صفحات گرافن بعنوان الکترودهای
شفاف می‌تواند در دیگر افراره‌های الکترونیکی نیز مفید باشد.

نتایج این تحقیق در مجله‌ی Nano Letters منتشر شده است.