让单层石墨烯发光：美国研究团队打造出世界上最薄的灯泡

130年前，托马斯·爱迪生用碳做成了世界上首款商用型灯泡的灯丝。

而现在，来自哥伦比亚大学、首尔国立大学(SNU)、以及韩国标准科学研究院的研究团队，已经用相同的元素—碳的完美结晶形式(石墨烯)—做出了世界上最薄的电灯泡。

尽管它的灯丝只有一层原子那么厚，但它产生的光亮仍可以很容易被肉眼看到。

Young Duck Kim和James Hone教授

通过将石墨烯微细丝附加在金属电极上，然后悬挂在硅衬底的方式，电流通过灯丝并致其加热至超过2500℃(4500℉)，从而发出非常明亮的光。

研究人员用石墨烯制作出世界上最薄的片上型光源。

哥伦比亚大学机械工程教授James Hone表示：

“我们已经创造出了世界上最薄的灯泡，这种新型的‘宽带’光源可以集成到芯片中，并为实现薄如原子的柔性透明显示器、以及基于石墨烯的片上光通信铺平道路”。

有趣的是，尽管石墨烯的温度如此之高，但却不会融化衬底或金属电极。这是因为，当石墨烯被加热时，它的热量不太能够从本身传到离开。

结果就是热度被集中和限制在了细丝非常中间的地方，从而发出了强光。光谱测量发现，其峰值突破了人们的预期，这是由于发光长丝与硅基板反弹干涉而造成的。

不同于任何常见的灯丝，因为材质透明，所以这种现象只可能发生在石墨烯上。通过改变与衬底之间的距离，研究人员就能够调整其所发射的光谱。

石墨烯晶格(graphene lattice)也能够非常高效地发光，由于其内在力量可以维持激发水平，并允许电子的自由流通。

也就是说，正如石墨烯可在上升状态(elevated state)快速发射电子，它也可以在电加热的情况下有效地释放光子。

目前，研究人员正在设法改善这些光热装置，以便其能够快速通/断(产生0和1信号)并应用于光通信。当然，他们还会探索将之纳入柔性材料的方法。

这项研究的成果以发表在近期的《自然纳米技术》(Nature Nanotechnology)期刊上。