大面積二硫化鎢柔性發光器件

2020-10-15 柔智燴

大面積二硫化鎢柔性發光器件

杜伊斯堡-埃森大學（UDE）納米整合中心的科學家及其合作夥伴開發出了一層只有三個原子層薄的二硫化鎢層，該層發光，柔性可彎折並且還可以承受外部影響。如果將其中的80,000張紙堆在一起，那麼它們的堆疊高度將只有一張平紙。

《Advanced Optical Materials》雜誌（"基於WS 2單層的大面積柔性發光設備"）已經將這一層的幾平方釐米嵌入了結構組件中，但是製造過程可以擴展。

邊緣長度為1釐米的箔，包含四個發射器元件。插頁顯示其中之一正在運行。比例尺為2毫米。

薄薄的發光層在藍寶石基底上生長，然後藉助清漆小心地除去，然後轉移到載體膜上。然後將漆溶解。

從廣義上講，這是UDE，亞琛工業大學和AIXTRON的項目合作夥伴用來從二維材料開發整個設備的製造過程。使用相同的材​料和相同的設備架構，該方法可以擴展到更大的區域，這從工業角度來看很有趣。

設備概念和電氣特性。

a）採用金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）作為活性材料，有機空穴注入（PEDOT：PSS）和空穴傳輸層（poly-TPD）合成的單層WS 2的ITO塗層箔基板上的p–n器件架構，以及陰極側的ZnO-NP層。b）分別在正向和反向偏置中測量三次的IV特性，在±3 V時顯示出高於100的整流比。

應變依賴性電致發光。

a）WS 2單層上的測量設置和感應壓縮面內應變的計算示意圖。b）分別在3 V和59 mA cm -2下記錄的不同施加的壓縮應變值（從0％（藍色）到-1％（紅色））的電致發光（EL）光譜。c）EL峰值位置和能量位移與施加的應變ε（彩色點）的關係。

彎曲應變光波傳感器

在UDE的Gerd Bacher教授的帶領下，創建了結合不同組件概念優點的照明元件：無機二硫化鎢層不易受到有害環境影響，例如氧氣或溼氣，並且長期穩定。由於設計靈活，該結構可適應任何形狀。

但是靈活性還具有另一個優勢：如果薄膜彎曲了，發光層的晶格就會變形，並且發出的光的波長（進而是光的顏色）也會改變。儘管肉眼看不到這種差異，但使用測量儀器很容易檢測到。

Bacher研究小組的TilmarKümmell博士解釋說："例如，這就是使元素成為傳感器的原因。" "我們認為它們可以用來檢測變形或扭曲。" 另一方面，薄膜的精確彎曲也將使得可以為發射的光選擇特定的波長。

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