Le 23 décembre, un groupe de recherche du Département d'ingénierie des matériaux avancés de l'Université de technologie de Pohang a annoncé avoir produit un nouveau type d'élément LED capable d'émettre une lumière ultraviolette profonde basée sur une structure sandwich de graphène et de nitrure de bore hexagonal (hBN) couches. . L'équipe de recherche a expliqué que jusqu'à présent, les appareils qui émettent des rayons ultraviolets profonds utilisent principalement des composants en mercure ou en nitrure d'aluminium et de gallium, mais ces composants traditionnels ont des problèmes de pollution ou d'efficacité lumineuse. Les résultats de la recherche ont été récemment publiés dans la revue académique de renommée mondiale"Nature Communications".
LED ultraviolet profond h-BN. Le diagramme schématique montre que l'utilisation de nanomatériaux hétérogènes de graphène, h-BN et van der Waals avec une structure de graphène peut émettre une forte lumière ultraviolette profonde (C)
Selon l'Université de technologie de Pohang, le principal matériau actuellement utilisé dans la recherche sur les LED dans l'ultraviolet profond est le nitrure d'aluminium et de gallium (ci-après dénommé AlxGa1-xN). Cependant, ce matériau a une limitation fondamentale, c'est-à-dire que lorsque la longueur d'onde devient plus courte, les caractéristiques d'émission de lumière se détérioreront rapidement.
Afin de dépasser cette limitation, l'Université de technologie de Pohang utilise le h-BN comme matériau de dispositif. La structure de sa couche atomique unique est similaire au graphène et son apparence est transparente, il est donc également appelé"graphène blanc."
Il est rapporté que, contrairement à AlxGa1-xN, il émet une lumière vive dans la région ultraviolette profonde et est considéré comme un nouveau matériau pouvant être utilisé pour développer des LED ultraviolettes profondes. Cependant, en raison de la large bande interdite, il est difficile d'injecter des électrons et des trous, ce qui rend impossible la fabrication d'une LED. Cependant, si une forte tension est appliquée au nanofilm h-BN, des électrons et des trous peuvent être injectés par effet tunnel. Par conséquent, des dispositifs LED basés sur des nanomatériaux hétérogènes de Van der Waals empilés avec du graphène, du h-BN et du graphène ont été fabriqués, et la spectroscopie ultraviolette profonde a confirmé que les dispositifs réels émettent de puissants rayons ultraviolets.
Le professeur Jin Zhonghuan du Département des sciences et de l'ingénierie des matériaux de l'université a déclaré : « Le développement de nouveaux matériaux LED à haute efficacité dans la nouvelle gamme de longueurs d'onde peut être un point de départ pour l'application de dispositifs optiques. L'importance de cette recherche sur le h-BN réside dans la réalisation de la fabrication de LED dans l'ultraviolet profond. .
De plus, par rapport au matériau AlxGa1-xN existant, il a une efficacité lumineuse nettement plus élevée et l'appareil peut être miniaturisé."