雖然市面上能買到的LED燈耗電量僅為白熾燈的6%,使用壽命長達5萬小時以上,但較高的售價,使其無法輕易走入尋常百姓家。南京理工大學近日取得的新型二維半導體研究進展,有望制造出新型材料,極大降低LED燈生產成本。相關成果在線發表于國際期刊《德國應用化學》,并被選為期刊封面。
據該校納米光電材料研究所所長曾海波介紹,成本低廉的新材料是目前國內外材料學界爭相研發的重點。近年來,取材普遍的石墨烯等新材料展現出卓越的性能,非常適用于制造包括LED在內的信息、能源器件。然而,這些新材料也有致命的缺點——金屬或半金屬屬性,而用于生產的材料必須具有半導體屬性,如何改變這些材料的屬性成了材料學界難以攻克的瓶頸。
南理工設計的新材料單層砷烯和銻烯,只有一個原子厚,具備半導體屬性。這種超薄材料穩定性強、性能優越,應用前景極為廣泛。曾海波介紹說,其實制造LED只是這種新材料應用的一個方面,對硅的取代將具有更大的應用價值。
硅是目前計算機、手機芯片(集成電路)的主要制造材料,然而,隨著現代科學技術的進步,集成電路上的晶體管密度越來越大,其密度的增加越來越困難,硅材料即將達到其應用尺寸的極限,而二維新材料則能突破硅的這一限制。例如,谷歌眼鏡、智能健康手環等柔性可穿戴設備,目前還依靠硅在制造,而新材料一旦應用,這些可穿戴設備不僅性能會突飛猛進,而且會更加輕薄小巧,價格也會更加親民。
市面上能買到的LED燈,售價高于普通燈數十倍,使LED燈無法走入百姓家。南理工納米光電材料研究所曾海波所長介紹,取材普遍、成本低廉的石墨烯等新材料非常適合用于制造包括LED在內的信息、能源器件。然而,這些材料的金屬、半金屬屬性成了其致命缺點。如何改變這些材料的屬性成了材料學界難以攻克的瓶頸。
“制造LED只是這種新材料應用的一個方面,”曾海波介紹,該材料還可以取代硅,應用到計算機、手機芯片的制造上,“一旦應用,谷歌眼鏡、智能健康手環等可穿戴電子設備不僅性能會突飛猛進,而且會更輕薄小巧,價格更親民。”