近來,台灣清華大學的研究者在《ACSNano》上發表瞭(le)一篇文章,其中指出研究者使用稀土元素以外的材料制作出瞭(le)可以發白光的LED産(chǎn)品。這個LED以堿金屬锶爲基礎,搭建瞭(le)金屬有機框架(MOF),在MOF的上下分别結合瞭(le)石墨烯等材料,構成瞭(le)可以直接發出白光的LED。
MOF是一種非常有前途的材料,它是由金屬離子和有機材料配合形成的。在過去的20年中,廣泛應用做化學分離器、藥物輸送、氣體儲(chǔ)存、催化等領域。而在光電領域卻極難見到這個材料,因爲MOF一般多孔、導(dǎo)電性差。
在早期的研究過程中,可以發出白光的MOF基本是由不同種稀土元素複合在一起。爲瞭(le)解決以上問題,應改用導(dǎo)電
性能較好的元素,但同時這個元素也要能在激發下發射款頻段的光。研究者換用瞭(le)有機配體,使用瞭(le)堿土金屬锶制備(bèi)MOF材料。
在MOF表面,加上瞭(le)透明電極石墨烯,提高瞭(le)載流子遷移率,也不會特别影響光學性能。由於(yú)石墨烯優良的導熱性能,新型白光二極管的導熱性能更好。
在MOF材料外圍,研究者還組合瞭(le)石墨烯、二氧化矽、氧化鋅。使其在電(diàn)驅動可以發光。使用MOF材料來制造發光器件,給瞭(le)人們一個全新的思路。
測(cè)試結果表明,作爲發光器件,其光線的顯示範圍非常接近於(yú)自然光(圖中綠色點),作爲半導體器件,其穩定性也較好,在測(cè)試的兩個月期間,幾乎沒有性能下降。
在性能之外,這個材料的環保意義更加重要,由於(yú)新型LED沒有使用稀有元素,大量減少瞭(le)稀土元素的使用量,稀土元素越來越少的現在,減少使用稀土元素非常重要。同時,這也能減少開採稀土元素所造成的環境污染。
新材料發射出的光線與自然光非常貼近,不會有強烈的藍色光出現。由於(yú)不用遮擋其他顔色光,發光效率得以大大提升。減少瞭(le)電力的消耗,溫室氣體的排放量也會降低。
從(cóng)常見的燈泡到電子設備(bèi)中的液晶面闆越來越多的設别開始使用LED作爲光源,無論從(cóng)資源的保護來講,還是從(cóng)環境的保護來講,全新白光LED技術的出現都是極好的。
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