Свернуть телевизор в трубочку и унести его из магазина домой скоро можно будет благодаря открытию нобелевского лауреата Константина Новоселова, чья команда научилась делать гибкие и прозрачные светодиоды для нового поколения гаджетов.
Нобелевский лауреат Новоселов разработал гибкие светодиоды
Свернуть телевизор в трубочку и
унести его из магазина домой скоро можно будет благодаря открытию нобелевского
лауреата Константина Новоселова, чья команда научилась делать гибкие и
прозрачные светодиоды для нового поколения гаджетов.
Команда известного физика Константина Новоселова из Университета
Манчестера, получившего в 2010 году с Андреем
Геймом Нобелевскую премию за открытие графена, разработала прототип
устройств, которые в будущем смогут стать основой для новых полупрозрачных,
гибких экранов и других систем вывода информации.
В последнее время научные интересы
Гейма и Новоселова немного разошлись: Андрей продолжает заниматься новыми
свойствами этого материала, Константин сосредоточился на построении новых
гетероструктур с его использованием. «После того как мы поняли, что есть такой
стабильный материал, графен, толщиной всего в один атом, мы осознали, что он
такой не один. Есть целый класс двумерных пленок, и мы довольно быстро
переключились на них, потому сейчас графен занимает лишь четверть моей работы»,
— рассказал Новоселов «Газете.Ru».
Имея на руках целую «библиотеку»
двумерных материалов, обладающих разными свойствами, от проводящих до
изоляционных, от оптически активных до прозрачных, ученые решили складывать их
в стопки, так называемые гетероструктуры, за открытие которых Жорес Алферов
получил Нобелевскую премию в 2000 году. К таким веществам, например, относятся
нитрид бора и дихалькогениды. Комбинируя слои в этих «пирогах», ученые могут
получать физические свойства, которыми в отдельности каждый слой не обладает.
В работе, опубликованной в журнале Nature Materials, физики рассказали, как,
сложив особым образом пленки нитрида бора, дисульфида молибдена и сульфида
титана, создали гетероструктуру, способную люминесцировать при пропускании
через нее электрического тока. Самому графену тут отведена довольно скромная
роль: графеновые пленки тут используются как прозрачные электроды, к которым
подводят ток.
Фактически получился светодиод,
особенностью которого является возможность придавать ему заранее требуемые
свойства, просто меняя состав многослойных гетероструктур.
При этом излучающий слой, один из
стопки в 10–40 атомных слоев, испускает свет со всей своей поверхности. Пока
ученым удалось получить светодиоды, излучающие в красном и инфракрасном
диапазонах. «Меняя материалы, мы можем контролировать частоту излучения, так
как разные материалы дают разный цвет, и, более того, мы можем комбинировать
эти цвета», — рассказал Новоселов. «Поскольку новый тип наших светодиодов
состоит из нескольких двумерных пленок толщиной в один атом, то они прозрачны и
гибки. Теперь мы раздумываем о новом поколении оптоэлектрических приборов — от
прозрачных осветителей и лазеров до более сложных приспособлений», — сказал
Фред Уиттерс, соавтор работы.
Как отмечают ученые, одним из
преимуществ такой гетероструктуры является то, что для ее надстройки почти нет
ограничений и лишь несколько примыкающих друг к другу слоев могут кодировать
много функций всего устройства: из десяти слоев получается светодиод, еще пять
слоев — транзистор, а еще пять слоев — солнечная батарея и т.д.
При этом возможность гнуться для
таких структур позволяет менять частоту или поляризацию излучаемого света в
месте сгиба. Сфера возможных применений новой технологии очень широка.
Многослойные светящиеся гетероструктуры могут дать импульс к производству
нового поколения мобильных телефонов, планшетов и телевизоров, систем
освещения, которые могут одновременно быть тонкими, легкими, эластичными и при
этом долговечными.
«Диапазон возможностей
гетероструктур будет расти по мере увеличения числа доступных двумерных
кристаллов и улучшения их качеств», — считает Новоселов.