圖 發(fā)光二極管
在 LED 進入大眾視野的幾年過程中，技術(shù)的進步和人類需求的提高起到了絕大部分作用。即便是家用的沒有損壞的傳統(tǒng)照明，也逐漸被白光 LED 所取代。因為白光 LED 設(shè)備在功耗和照明的效果上有巨大的優(yōu)勢。
圖 LED燈
雖然 LED 產(chǎn)品普及到如此地步，但是仍然面臨這一個巨大的問題，就是制作 LED 的原材料稀土元素越來越少（稀土元素是17種特殊的元素的統(tǒng)稱，在地球上的含量是一定的）。為了解決這個問題，研究者正在研究一種避開稀土元素制作而成的全新的 LED，用石墨烯改寫現(xiàn)在的白光 LED 技術(shù)。
圖 LED照明軟燈
目前的白光 LED，也稱為白光二極管，其白色光主要由單晶、多晶兩種方式實現(xiàn)。多晶的意思是由不同顏色的 LED 封裝在一起，通過顏色互補的方式顯示出白色光。而單晶的方式就比較簡單了，通過單一藍光 LED 和其表面黃色磷光體組成的，磷光體的黃光和藍光 LED 的混合，會讓視覺上有白光的效果。以上兩種工藝，都無法避開使用稀土元素。人眼所能見的白光，是由兩種單色光以上的組合，即二波長發(fā)光(藍色光+黃色光)或三波長發(fā)光(藍色光+綠色光+紅色光)的模式。上述兩種模式的白光，都需要藍色光，所以攝取藍色光已成為制造白光的關(guān)鍵技術(shù)。
圖 LED燈
最近，臺灣國立清華大學(xué)的研究者在《ACS Nano》上發(fā)表了一篇文章，其中指出研究者使用稀土元素以外的材料制作出了可以發(fā)白光的 LED 產(chǎn)品。這個 LED 以堿金屬鍶為基礎(chǔ)，搭建了金屬有機框架（MOF），在 MOF 的上下分別結(jié)合了石墨烯等材料，構(gòu)成了可以直接發(fā)出白光的 LED。MOF是由金屬離子和有機配體通過自組裝而形成的骨架材料。
圖 新型白LED結(jié)構(gòu)圖
在早期的研究過程中，可以發(fā)出白光的 MOF 基本是由不同種稀土元素復(fù)合在一起。為了解決以上問題，應(yīng)改用導(dǎo)電性能較好的元素，但同時這個元素也要能在激發(fā)下發(fā)射款頻段的光。研究者換用了有機配體，使用了堿土金屬鍶制備 MOF 材料。
圖 LED燈
在 MOF 表面，加上了透明電極石墨烯，提高了載流子遷移率，也不會特別影響光學(xué)性能。由于石墨烯優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，新型白光二極管的導(dǎo)熱性能更好。
在 MOF 材料外圍，研究者還組合了石墨烯、二氧化硅、氧化鋅。使其在電驅(qū)動下可以發(fā)光。
圖 LED燈
測試結(jié)果表明，作為發(fā)光器件，其光線的顯示范圍非常接近于自然光（圖中綠色點），作為半導(dǎo)體器件，其穩(wěn)定性也較好，在測試的兩個月期間，幾乎沒有性能下降。
圖 光譜測試圖
新材料發(fā)射出的光線與自然光非常貼近，不會有強烈的藍色光出現(xiàn)。由于不用遮擋其他顏色光，發(fā)光效率得以大大提升。減少了電力的消耗，溫室氣體的排放量也會降低。
文章來源：中關(guān)村在線
石墨烯是超高強度、超高模量材料，幾乎呈完全透明狀，只吸收2.3%的光，同時具有非常好的導(dǎo)熱性，導(dǎo)熱系數(shù)高達5300 W/（m·K）。將如此之高導(dǎo)熱系數(shù)的石墨烯引入到LED中，能否很好的解決LED的散熱問題呢？讓我們拭目以待！新型光源材料的必然會給照明產(chǎn)業(yè)帶全新的血液，我們建立了LED產(chǎn)業(yè)的技術(shù)交流群，共同討論LED的現(xiàn)狀與未來，快快來加入吧！
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