On December 23, a research group from the Department of Advanced Materials Engineering of Pohang University of Technology announced that they have produced a new type of LED element that can emit deep ultraviolet light based on a sandwich structure of graphene and hexagonal boron nitride (hBN) layers. . The research team explained that so far, devices that emit deep ultraviolet rays mainly use components made of mercury or aluminum gallium nitride, but these traditional components have problems with pollution or luminous efficiency. The research results were recently published in the world-renowned academic journal "Nature Communications".
▲ h-BN deep ultraviolet LED. The schematic diagram shows that the use of graphene, h-BN and van der Waals heterogeneous nanomaterials with graphene structure can emit strong deep ultraviolet light (C)
Volgens de Pohang University of Technology is het belangrijkste materiaal dat momenteel wordt gebruikt in diep-ultraviolet led-onderzoek aluminiumgalliumnitride (hierna AlxGa1-xN genoemd). Dit materiaal heeft echter een fundamentele beperking, dat wil zeggen, naarmate de golflengte korter wordt, zullen de lichtemitterende eigenschappen snel verslechteren.
In order to break through this limitation, Pohang University of Technology uses h-BN as a device material. The structure of its single atomic layer is similar to graphene, and its appearance is transparent, so it is also called "white graphene."
Naar verluidt straalt het, in tegenstelling tot AlxGa1-xN, helder licht uit in het diep-ultraviolette gebied en wordt het beschouwd als een nieuw materiaal dat kan worden gebruikt om diep-ultraviolette leds te ontwikkelen. Door de grote band gap is het echter moeilijk om elektronen en gaten te injecteren, waardoor het onmogelijk is om een LED te maken. Als er echter een sterke spanning op de h-BN nano-film wordt gezet, kunnen elektronen en gaten door het tunneleffect worden geïnjecteerd. Daarom werden LED-apparaten gefabriceerd op basis van heterogene nanomaterialen van Van der Waals gestapeld met grafeen, h-BN en grafeen, en diepe ultraviolette spectroscopie bevestigde dat de eigenlijke apparaten sterke ultraviolette stralen uitstralen.
Professor Jin Zhonghuan from the Department of Materials Science and Engineering of the university said: "The development of new high-efficiency LED materials in the new wavelength range can be a starting point for the application of optical devices. The significance of this research on h-BN lies in the realization of deep-ultraviolet LED manufacturing. .
In addition, compared with the existing AlxGa1-xN material, it has significantly higher luminous efficiency, and the device can be miniaturized. "
