Le 23 décembre, un groupe de recherche du Département de génie des nouveaux matériaux de l’Université de technologie de Pohang a annoncé qu’il avait fabriqué un nouveau type d’élément LED qui émet une lumière ultraviolette profonde basée sur une structure sandwich de couches de graphène et de couches hexagonales de nitrure de bore (hBN). . L’équipe de recherche a expliqué que jusqu’à présent, les appareils qui émettent des rayons ultraviolets profonds ont principalement utilisé des composants en mercure ou en nitrure de gallium d’aluminium, mais ces composants traditionnels ont des problèmes de pollution ou d’efficacité lumineuse. Les résultats de la recherche ont récemment été publiés dans la revue académique de renommée mondiale Nature Communications.
▲ h-BN LED ultraviolette profonde. Schéma montrant une forte émission ultraviolette profonde utilisant du graphène, h-BN et des hétéronanomatériaux de van der Waals avec des structures de graphène (C)
Selon l’Université de technologie de Pohang, le principal matériau actuellement utilisé dans la recherche sur les LED ultraviolettes profondes est le nitrure d’aluminium-gallium (ci-après dénommé AlxGa1-xN). Cependant, ce matériau a une limitation fondamentale que ses propriétés luminescentes se détériorent rapidement à mesure que la longueur d’onde raccourcit.
Afin de briser cette limitation, POSTECH utilise h-BN comme matériau de dispositif, dont la structure de couche à un seul atome 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 qui peut être utilisé pour développer des LED ultraviolettes profondes. Cependant, en raison de la grande bande interdite, il est difficile d’injecter des électrons et des trous, de sorte que les LED ne peuvent pas être fabriquées. Mais si une forte tension est appliquée au nanofilm h-BN, des électrons et des trous peuvent être injectés à travers l’effet tunnel. Par conséquent, des dispositifs LED basés sur l’empilement de nanomatériaux hétérogènes de van der Waals avec du graphène, du h-BN et du graphène ont été fabriqués, et il a été confirmé par spectroscopie UV profonde que le dispositif réel émet une forte lumière UV.
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 haut rendement dans une nouvelle gamme de longueurs d’onde peut être un point de départ pour l’application de dispositifs optiques. L’importance de cette recherche sur h-BN réside dans la réalisation de la fabrication de LED ultraviolettes profondes. .
De plus, par rapport au matériau AlxGa1-xN existant, il a une efficacité lumineuse nettement supérieure et l’appareil peut être miniaturisé. "
