近日,，清華大學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）可以在750nm至 450nm之間連續(xù)可調,，突破了現有顯示器件的顏色合成方式，有望對當代顯示,、照明和通訊技術產生革命性影響,。
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)顯示或照明技術通過調整幾種固定顏色（典型器件使用紅、綠、藍三基色）發(fā)光單元的亮度,，來實現顏色的表示或白光的合成,。石墨烯材料由于具有獨特的物理性質，在可控光子/光電子器件等課題中被廣泛應用,；但由于其零帶隙和非發(fā)光復合率高的特性,，石墨烯基發(fā)光器件是國際學術界的一個難題。
任天令教授課題組創(chuàng)新性的通過激光直寫技術,，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щ娦院脱趸┑膶拵短卣鳌Ｍㄟ^構建面內柵極結構,，對柵極施加電壓可以調制srGO的費米能級,，從而實時調控石墨烯LED發(fā)光的中心波長。該論文首次實現了波長/色彩可調的LED,，在獲得優(yōu)異的顏色保真度的同時,，還可以使得顯示器件內的發(fā)光單元數目顯著減小，從而極大地優(yōu)化驅動電路并降低功耗,。該LED還具有亮度高和可制成柔性器件的特點,，是現代LED顯示,、照明和通信技術的理想元件,，該成果在相關領域具有深遠的意義。論文的審稿人評價道：“這項工作有望在發(fā)光器件領域拓展新的研究方向”,、“這項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、聲學器件和傳感器件等方面已獲得了多項創(chuàng)新成果,，如柔性透明石墨烯耳機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奠定基礎。
