ב-23 בדצמבר, הודיעה קבוצת מחקר מהמחלקה להנדסת חומרים מתקדמים של אוניברסיטת פוהאנג לטכנולוגיה שהם ייצרו סוג חדש של אלמנט LED שיכול לפלוט אור אולטרה סגול עמוק על בסיס מבנה סנדוויץ' של גרפן ובור ניטריד משושה (hBN) שכבות. . צוות המחקר הסביר כי עד כה, מכשירים הפולטים קרניים אולטרה סגולות עמוקות משתמשים בעיקר ברכיבים העשויים כספית או אלומיניום גליום ניטריד, אך לרכיבים המסורתיים הללו יש בעיות בזיהום או ביעילות האור. תוצאות המחקר פורסמו לאחרונה בכתב העת האקדמי הידוע בעולם"Nature Communications".
▲ h-BN LED אולטרה סגול עמוק. הדיאגרמה הסכמטית מראה שהשימוש בננו-חומרים הטרוגניים של גרפן, h-BN ו-van der Waals עם מבנה גרפן יכול לפלוט אור אולטרה סגול עמוק חזק (C)
על פי אוניברסיטת פוהאנג לטכנולוגיה, החומר העיקרי המשמש כיום במחקר LED עמוק אולטרה סגול הוא אלומיניום גליום ניטריד (להלן AlxGa1-xN). עם זאת, לחומר זה יש מגבלה בסיסית, כלומר, ככל שאורך הגל יתקצר, מאפייני פליטת האור ידרדרו במהירות.
על מנת לפרוץ את המגבלה הזו, אוניברסיטת פוהאנג לטכנולוגיה משתמשת ב-h-BN כחומר למכשיר. המבנה של השכבה האטומית הבודדת שלו דומה לגרפן, והמראה שלו שקוף, ולכן הוא נקרא גם"גרפן לבן."
דווח שבניגוד ל-AlxGa1-xN, הוא פולט אור בהיר באזור האולטרה-סגול העמוק ונחשב לחומר חדש שניתן להשתמש בו לפיתוח נוריות אולטרה-סגול עמוקות. עם זאת, בשל פער הרצועות הגדול, קשה להזריק אלקטרונים וחורים, מה שהופך את זה לבלתי אפשרי ליצור LED. עם זאת, אם מופעל מתח חזק על הננו-film h-BN, ניתן להזריק אלקטרונים וחורים דרך אפקט המנהור. לכן, יוצרו מכשירי LED המבוססים על ננו-חומרים הטרוגניים של Van der Waals המוערמים בגרפן, h-BN וגרפן, וספקטרוסקופיה אולטרה סגולה עמוקה אישרה שהמכשירים בפועל פולטים קרניים אולטרה סגולות חזקות.
פרופסור Jin Zhonghuan מהמחלקה למדע והנדסת חומרים של האוניברסיטה אמר: "פיתוח של חומרי LED חדשים ביעילות גבוהה בטווח אורכי הגל החדש יכול להוות נקודת מוצא ליישום של מכשירים אופטיים. המשמעות של מחקר זה על h-BN נעוצה במימוש של ייצור LED אולטרה סגול עמוק. .
בנוסף, בהשוואה לחומר AlxGa1-xN הקיים, יש לו יעילות אור גבוהה משמעותית, וניתן למזער את המכשיר."
