近日,，清華大學(xué)微電子所任天令教授課題組在《自然－通訊》 （Nature Communications）上在線發(fā)表了題為《光譜可調(diào)的柔性全石墨烯基場控發(fā)光器件》（“A spectrally tunable all-graphene-based flexible field-effect light-emitting device”） 的研究論文，首次揭示了可通過電壓調(diào)控發(fā)光波長的發(fā)光器件。不同于傳統(tǒng)固定波長的LED，這一新型器件的發(fā)光波長（在單一器件內(nèi)）可以在750nm至 450nm之間連續(xù)可調(diào),，突破了現(xiàn)有顯示器件的顏色合成方式，有望對當(dāng)代顯示,、照明和通訊技術(shù)產(chǎn)生革命性影響,。
迄今為止,，所有的LED器件一旦制備完成，其發(fā)光波長就是固定的,。傳統(tǒng)顯示或照明技術(shù)通過調(diào)整幾種固定顏色（典型器件使用紅,、綠,、藍(lán)三基色）發(fā)光單元的亮度,，來實(shí)現(xiàn)顏色的表示或白光的合成。石墨烯材料由于具有獨(dú)特的物理性質(zhì),，在可控光子/光電子器件等課題中被廣泛應(yīng)用,；但由于其零帶隙和非發(fā)光復(fù)合率高的特性，石墨烯基發(fā)光器件是國際學(xué)術(shù)界的一個(gè)難題,。
任天令教授課題組創(chuàng)新性的通過激光直寫技術(shù),，在氧化石墨烯和還原石墨烯的界面處獲得了半還原態(tài)的srGO材料。該材料兼?zhèn)涫┑母邔?dǎo)電性和氧化石墨烯的寬帶隙特征,。通過構(gòu)建面內(nèi)柵極結(jié)構(gòu),，對柵極施加電壓可以調(diào)制srGO的費(fèi)米能級，從而實(shí)時(shí)調(diào)控石墨烯LED發(fā)光的中心波長,。該論文首次實(shí)現(xiàn)了波長/色彩可調(diào)的LED,，在獲得優(yōu)異的顏色保真度的同時(shí)，還可以使得顯示器件內(nèi)的發(fā)光單元數(shù)目顯著減小,，從而極大地優(yōu)化驅(qū)動電路并降低功耗,。該LED還具有亮度高和可制成柔性器件的特點(diǎn)，是現(xiàn)代LED顯示,、照明和通信技術(shù)的理想元件,，該成果在相關(guān)領(lǐng)域具有深遠(yuǎn)的意義。論文的審稿人評價(jià)道：“這項(xiàng)工作有望在發(fā)光器件領(lǐng)域拓展新的研究方向”,、“這項(xiàng)工作令人激動人心且具有影響力,。”
近年來，任天令教授致力于石墨烯等二維電子器件的研究,，尤其關(guān)注突破傳統(tǒng)器件限制的新型器件,，在新型石墨烯基存儲器、聲學(xué)器件和傳感器件等方面已獲得了多項(xiàng)創(chuàng)新成果,，如柔性透明石墨烯耳機(jī)和低功耗石墨烯阻變存儲器等,，為新一代微納電子器件技術(shù)奠定基礎(chǔ)。
