稀土元素越來越少,石墨烯改寫白光LED技術

LED圖片
在LED進入大眾視野的幾年過程中,技術的進步和人類需求的提高起到了絕大部分作用。白光LED設備在功耗和照明的效果上有巨大的優勢。但是仍然面臨一個巨大的問題,就是製作LED的原材料稀土元素越來越少。為了解決這個問題,研究者正在研究一種避開稀土元素製作而成的全新的LED,用石墨烯改寫現在的白光LED技術。
 
台灣清華大學的研究者在《ACSNano》上發表了一篇文章,其中指出研究者使用稀土元素以外的材料製作出了可以發白光的LED產品。這個LED以鹼金屬鍶為基礎,搭建了金屬有機框架(MOF),在MOF的上下分別結合了石墨烯等材料,構成了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、氣體儲存、催化等領域。而在光電領域卻極難見到這個材料,因為MOF一般多孔、導電性差。
 
早期可以發出白光的MOF基本是由不同種稀土元素複合在一起。使用鹼土金屬鍶製備MOF材料。在MOF表面,加上透明電極石墨烯,提高了載流子遷移率,也不會特別影響光學性能。由於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,研究者還組合了石墨烯、二氧化矽、氧化鋅。使其在電驅動可以發光。使用MOF材料來製造發光器件,給了人們一個全新的思路。作為半導體器件,其穩定性也較好,在測試的兩個月期間,幾乎沒有性能下降。
    
這個材料的環保意義更加重要,由於新型LED沒有使用稀有元素,大量減少了稀土元素的使用量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。由於不用遮擋其他顏色光,發光效率得以大大提升。減少了電力的消耗,溫室氣體的排放量也會降低。無論從資源的保護來講,還是從環境的保護來講,全新白光LED技術的出現都是極好的。
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