法國研制出世界首個(gè)單分子LED 成功挑戰(zhàn)最小化極限

如今，發(fā)光二極管(LED)大量應(yīng)用于日常生活。LED照明產(chǎn)品在市場(chǎng)上所占份額不斷擴(kuò)大，也昭示著其巨大的發(fā)展前景。LED的優(yōu)勢(shì)在于體積可壓縮至很小，并產(chǎn)生點(diǎn)狀光源。

最小的LED有多小?近日，法國斯特拉斯堡材料物理與化學(xué)研究院、巴黎第六大學(xué)和法國原子能委員會(huì)的研究人員合作開發(fā)出首個(gè)由單個(gè)分子構(gòu)成的LED，成功挑戰(zhàn)了LED最小化的極限。

國際權(quán)威物理學(xué)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》不久前刊登了這項(xiàng)研究成果。法國研究人員將一根聚噻吩線的一端固定在掃描隧道顯微鏡的探針上，另一端置于黃金表面。聚噻吩是由氫、碳和硫組成的聚合物分子，是電的良導(dǎo)體，用于制造LED照明產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)顯示，當(dāng)電流通過這根納米線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生光線。

這項(xiàng)研究巧妙地揭示了電子和光子在極小范圍內(nèi)的相互作用?？茖W(xué)家觀察到，聚噻吩線的發(fā)光原理與LED相同：LED是一種當(dāng)有電流通過時(shí)便可發(fā)光的半導(dǎo)體二極管，具有單向?qū)ㄐ?即只能往一個(gè)方向?qū)щ?。同樣，只有電子從掃描隧道顯示器探針一端流向黃金表面時(shí)，聚噻吩線才會(huì)發(fā)光。而當(dāng)電源極性反轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的光能是微不足道的。

實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)一個(gè)負(fù)電荷(電子)通過聚噻吩線與一個(gè)正電荷(空穴)結(jié)合，并將其大部分能量傳遞給光子時(shí)，便出現(xiàn)發(fā)光現(xiàn)象。每10萬個(gè)電子通過聚噻吩線，便能發(fā)射出一個(gè)光子。這一突破性的研究成果也給未來分子計(jì)算機(jī)的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。