Графен поможет создать новый тип светоизлучающих диодов

Вертикальный массив «одномерных» трубчатых суперструктур в комбинации с двумерными графеновыми листами может быть использован для создания нового типа СИД с хорошими оптическими и электронными свойствами. Устройство, разработанное командой ученых из США и Южной Кореи, показывает также, что графен является идеальным прозрачным проводником.

Вертикальные массивы полупроводниковых нанопроволок и наностержней имеют уникальные оптические, электрические и механические свойства благодаря своей «одномерной» природе и могут использоваться для создания будущих оптоэлектронных и электронных устройств. Например, при размещении на куске пластика такой массив может образовывать механически гибкие устройства, которые невозможно сделать, используя традиционные полупроводниковые технологии.

Однако исследователи должны разработать способ изготавливать контактные электроды для соединения нанопроволок или наностержней. Команда, возглавляемая Джоном Роджерсом (John Rogers) из Иллинойского Университета, и коллеги из Сеула показали, что двумерные листы графена, размещенные на вершине массива наностержней могут решить проблему. Исследователи продемонстрировали это, изготовив СИД, который использует массивы наностержней из арсенида галлия и листы графена в качестве прозрачных электродов.

Графеновые листы обещают альтернативу традиционному материалу для прозрачных электродов, подобному окислу олова индия, для применений в дисплеях, осветительных устройствах и солнечных батареях благодаря замечательным электрическим и механическим свойствам графена. Теперь ученые могут получать листы графена достаточного размера и переносить их прямо на произвольную подложку для изготовления устройств. «Мы впервые расширили эту концепцию на приложения, требующие трехмерного покрытия, то есть натянули поверх верхушек массива наностержней», - сказал Джон Роджерс.

Базированные на графене наностержневые СИД являются гибридными системами, которые комбинируют механически прочный углеродный материал, подобный графену, с высокопроизводительным неорганическим, таким как GaAs, предоставляя в результате лучшие свойства каждого. Конструкция массива эффективно снимает напряжение в материале при изгибании в конечных устройствах и таким образом увеличивает количество света, которое может быть получено. Более того, графен обладает исключительными электро- и теплопроводностью, а также механической гибкостью, свойствами, которые могут оказаться полезными для эффективной инжекции носителей заряда, рассеяния тепла и гибкости конечных устройств.

«Эти необычные СИД могут быть обещающей альтернативой планарной архитектуре при необходимости обеспечить гибкость, - объяснил Джон Роджерс. – Более общо, мы думаем, что идея натянутого листа графена в качестве надежных прозрачных электродов может представить новую стратегию для электрических соединений во многих областях электроники, оптоэлектроники, MEMS и фотоэлектричества».

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365