石墨片發光了!
- 上線日期：2009/12/21 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
藉由氧電漿的轟擊，研究人員首次觀察到單層石墨片(graphene)的發光現象。石墨片為一單原子厚的二維材料，石墨片上的電子行為類似無靜止質量的相對論性粒子，能以極高的速度在材料中運動，石墨片因此被視為在未來電子元件的製作上能取代矽材料。石墨片的光學和力學性質在許多應用上都相當理想，譬如微奈米機械系統、薄膜電晶體、透明電極等，現在它又被發現能發光，應用範圍更擴展到光電子及發光元件上。
以英國劍橋大學的Andrea Ferrari、曼徹斯特大學的Andre Geim，以及德國慕尼黑Ludwig-Maximilians大學的Achim Hartschuh為首的團隊最近發現，將黑色的單層純石墨片曝露在氧電漿中，竟然能使石墨片發光。他們觀察到的光致發光(photoluminescence)現象不僅相當均勻，而且涵蓋了大量的石墨片面積。
Ferrari指出，氧電漿的轟擊打斷了部分碳原子間的鍵結，但又不至於嚴重到破壞樣品，結果形成了發光的石墨片。利用電漿，還能在保持底下石墨片完整的情況下，蝕刻樣本的頂層，製造出複合的結構。Ferrari表示，光致發光層與導電層的結合，可以應用於光電元件以及夾層式發光二極體(sandwich light-emitting diode)。
這是科學家首次成功製造出可控制發光的單層石墨片，而其他團隊先前用來發光的若不是塊材，就是含有石墨片氧化物的溶液。精確的控制能力意味著石墨片在光電元件上能夠有廣泛的應用。
先前，大部分石墨片的研究都集中在它的電子及力學性質，這項新研究則是討論石墨片如何使用於像是透明導電極或是雷射的飽和吸收子(saturable absorber)。Ferrari認為他們的研究證明了石墨片光電子學是一個很大的領域，未來可能會成為主要的研究焦點。該團隊將進一步探索石墨片發光的機制，詳見ACS Nano DOI: 10.1021/nn9012753。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/41057
譯者:劉家銘(成功大學物理系)
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