深圳长石新能源科技有限公司：你见过史上最薄的灯泡吗？

科普

你见过史上最薄的灯泡吗？

●在第一次工业革命以前，人们用煤油来替代火照明，但是煤油或煤气容易泄露，造成不安全事故发生；

●进入第二次工业革命后，发明家爱迪生发明了灯泡，从此改变了以往落后的照明方式，成为照明技术的一次大改革；

●在第三次工业革命中，LED灯泡快速取代了白炽灯泡，让照明变得更加安全方便；

●在第四次工业革命到来前，一种新型的石墨烯灯泡诞生了，再次给照明技术带来新的变革。

而现在，来自国防科技大学前沿交叉学科学院的秦石乔教授和朱梦剑博士团队，与诺贝尔物理奖得主康斯坦丁·诺沃肖诺夫教授团队合作，利用石墨烯研制出了有史以来最薄的电灯泡，厚度只有0.34纳米，仅为头发丝直径的三十万分之一。

研究成果

为了解决石墨烯高温下（K左右）在空气中容易氧化的难题，研究人员通过六方氮化硼将石墨烯上下包覆的方式，对石墨烯进行原子层级的高真空封装，隔绝空气，从而实现了石墨烯在空气中的稳定发光。

为了进一步提高发光效率和降低工作电压，研究人员通过选择性刻蚀技术制备了“蝴蝶结”形状的石墨烯条带结构，实验测得在结中心处晶格温度最高，并形成局域热点，最高温度可以达到K，足以发出可见光。

石墨烯优异的导电性质和热稳定性使其可以承受极大的电流密度~A/cm2（比金属铜高出两个数量级），并且其晶格结构在温度超过K时依然能保持完好而不会被烧坏，因此是焦耳热发光材料的理想选择。

此外，石墨烯在室温下具有非常好的导热能力，其热导率可以达到W/(m·K)，但是在高温下由于Umklapp声子-声子散射的作用，石墨烯的热导率显著降低（K时)），因此电流经过石墨烯时产生的焦耳热无法有效地传导出去，而被局域在石墨烯条带的中心位置，并通过电子-声子相互作用加热石墨烯晶格，最终导致其温度迅速升高到K以上，从而发出非常明亮、肉眼可见的光。

研究人员通过化学气相沉积法制备了厘米级别的单层单晶石墨烯，并在此基础上实现了4×4的石墨烯发光阵列器件。通过控制偏压和器件尺寸，可以有效控制石墨烯局域热点的温度，从而调节其发光强度，实现梯度发光。这一技术有望应用于高分辨率的柔性显示和成像领域。

总结

未来用石墨烯灯泡做的显示器超薄、可触摸、可弯曲、可折叠，把它卷成小小一块放入口袋不再是梦。可以预见在不远的未来，那些只有在科幻电影中出现的可以任意弯曲折叠的超薄柔性显示器将走入我们的日常生活。同时，它还可以应用在硅基光电子集成和未来计算机芯片等领域。