市面上能買到的LED燈,雖然耗電量僅為白熾燈的6%,使用壽命長達5萬小時以上,但動輒數(shù)十倍的售價,使LED燈不能輕易走入普通百姓家。記者日前從南京理工大學獲悉,該校在新型二維半導體研究上取得重要進展,有望制造出新型材料,極大降低LED燈生產(chǎn)成本,該研究成果在線發(fā)表在化學與材料等學科頂尖期刊《德國應用化學》上,并被Nature、NanoWerk、新材料在線等學術媒體進行了亮點報道。
據(jù)了解,LED燈亮度高、低功耗、無輻射、不含有毒成分,而且在電網(wǎng)沒有覆蓋的地區(qū),依靠太陽能就可以使用。在地球資源緊張、環(huán)境污染嚴重的今天,對全人類都具有非常重要的意義。2014年諾貝爾物理學獎頒給了藍色發(fā)光二極管(LED)發(fā)明者,藍光LED研發(fā)最大的難點已經(jīng)被攻克。
該校納米光電材料研究所曾海波所長介紹說,LED基本結構是一塊電致發(fā)光的半導體材料芯片,目前用于生產(chǎn)制作的主要材料是氮化鎵。這種需要真空高溫制備的半導體材料,價格高昂,是造成LED燈價格過高、無法推廣的重要原因。
近年來,取材普遍的石墨烯等新性材料展現(xiàn)出卓越的性能,非常適合用于制造包括LED在內(nèi)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(chǎn)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。
曾海波介紹說,該校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(wěn)定性強、性能優(yōu)越,應用前景廣泛。南理工材料學院嚴仲老師介紹說,“新材料一旦用于應用,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。”