Полностью «пластиковая» электроника возможна, благодаря графену
 Схематичное изображение органического светодиода, в котором металлический электрод заменен графеновой пленкой. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Все чаще в обычной жизни, например, в экранах телевизоров, видео и фотокамер, а также мобильных телефонов, применяются так называемые органические светодиоды (organic light-emitting diode, OLED). Принцип их действия основан на использовании в качестве излучающего свет элемента электролюминесцентного слоя, созданного на основе углеродных полупроводниковых соединений. Подобный слой зажимается между двумя проводящими электродами, как минимум один из которых – прозрачен для света.
Глобальным преимуществом органических светодиодов по сравнению с «традиционными» является их безвредность для окружающей среды, а также простота в получении исходных материалов. Кроме того, такие источники света могут излучать фотоны всех цветовых диапазонов, дабы формировать белый свет. Также как и обычным светодиодам, им требуется достаточно мало электроэнергии.
Однако, до сих пор подобные светодиоды нельзя было назвать истинно-органическими, ведь должны были включать как минимум один металлический электрод. Но, похоже, эра частично органических компонент – в прошлом. Совместная группа исследователей из США и Швеции нашла способ вообще исключить металл из органического светодиода, создав одну из первых в мире действительно органических компонент.
Для замены металлического катода в так называемой излучающей электрохимической ячейке (устройство, подобное органическим светодиодам) ученые применили графен. При этом графеновые пленки были получены электрохимическими методами. Детали своей работы ученые опубликовали в журнале ACS Nano.
Полученное научной группой устройство начинает излучать свет при напряжениях от 2,8 В. Оно представляет собой полностью органическую слоистую структуру, идентичную по свойствам существующим органическим светодиодам, но не содержащую металлических электродов. Эффективность излучения при этом у разработанного устройства сравнима с эффективностью «частично-органических» аналогов.
В качестве дополнения к проделанным исследованиям, ученые протестировали аналогичную конструкцию, где графен играл роль анода. Эксперимент также оказался успешным, доказыв применимость графена в качестве материала для обоих электродов.
В первую очередь полученные результаты означают, что подобные светодиоды будут более просты и экономичны в производстве. Кроме того, упрощается процесс их переработки после использования. Уже сегодня полученные устройства могут использоваться в любых бытовых применениях так, как сейчас используются «не честные» органические светодиоды. Однако, группа планирует углубить собственные исследования; в первую очередь необходимо описать, почему графен работает именно так. Глубокое понимание основ этого процесса поможет повысить эффективность излучающих свет устройств, а также повысить срок их работы.
Также по теме:
- Теплопередача в графене больше, чем ожидалось
- За прогресс графеновой электроники поблагодарим лабораторию IBM
Источники: