清華大學(xué)微納電子系教授任天令領(lǐng)導(dǎo)的研究小組最近從兩種不同形式的石墨烯中制作出了新型發(fā)光材料，第一次在基于石墨烯材料的發(fā)光系統(tǒng)中證明，僅用一個(gè)LED就可調(diào)整出不同顏色的光，幾乎覆蓋整個(gè)可見光光譜的所有顏色。

發(fā)光二極管 （LEDs）的發(fā)光顏色和波長(zhǎng)均由發(fā)光材料決定，一旦制備完成，兩個(gè)屬性就被確定下來(lái)。到目前為止，用一個(gè)LED來(lái)改變燈光顏色的想法很難實(shí)現(xiàn)。任天令的研究小組研制的可調(diào)色石墨烯LED覆蓋了從450毫微米波長(zhǎng)的藍(lán)光到750毫微米波長(zhǎng)的紅光，但深藍(lán)色和紫羅蘭色除外。

實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)顏色LED的關(guān)鍵材料是石墨烯，從太陽(yáng)能電池到半導(dǎo)體，石墨烯作為新興材料都取得了一定的成績(jī)，但此前用這種材料制作的LED燈并未實(shí)現(xiàn)顏色可調(diào)節(jié)，直到此次科研人員將之變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

現(xiàn)有的LED器件在傳統(tǒng)的顯示或照明技術(shù)中，通過(guò)調(diào)整固定的紅、綠、藍(lán)3種基色發(fā)光單元的亮度來(lái)表示顏色或者合成白光。此次具有突破性的研究成果在獲得顏色保真度的同時(shí)，還能顯著地減少顯示器件內(nèi)的發(fā)光單元數(shù)目，從而極大地優(yōu)化電路進(jìn)而降低功耗。

另外，這種新型LED突破了現(xiàn)有顯示器件的顏色合成方式，有望對(duì)顯示屏、照明燈具和通訊技術(shù)產(chǎn)生革命性的影響。由于光的顏色會(huì)隨特定化學(xué)物質(zhì)而改變，這類器件還可能用于制備特殊的傳感器。論文審稿人評(píng)價(jià)： “這項(xiàng)工作有望在發(fā)光器件領(lǐng)域拓展新的研究方向” “這項(xiàng)工作令人激動(dòng)且具有影響力”。

該研究成果在線發(fā)表在 《自然·通訊》上。耶魯大學(xué)博士后王肖沐和清華大學(xué)微納電子系博士畢業(yè)生田禾是論文的共同第一作者。