De eerste grafeen quantum dot light-emitting diodes (GQD-LED's), gefabriceerd met behulp van grafeen-kwantumdots met hoge kwantumopbrengst door middel van grafietintercalatieverbindingen, een luminantie van meer dan 1 vertonen 000 cd/m ² .

Grafeen is een 2D koolstofnanomateriaal met veel fascinerende eigenschappen die het mogelijk maken om elektronica van de volgende generatie te creëren. Echter, het is bekend dat grafeen niet van toepassing is op optische apparaten vanwege het ontbreken van een elektronische bandgap. Anderzijds, grafeen quantum dots (GQD's), die slechts enkele nanometers groot zijn in de laterale dimensie, worden getoond om licht uit te zenden bij excitatie in het zichtbare spectrale bereik. De GQD's hebben veel aandacht getrokken als een luminescent materiaal van de volgende generatie vanwege hun uitstekende eigenschappen:instelbare luminescentie, superieure fotostabiliteit, lage toxiciteit, en chemische bestendigheid.

Onlangs, Prof. Seokwoo Jeon (Material Science and Engineering), Prof. Yong-Hoon Cho (natuurkunde), en prof. Seunghyup Yoo (Electrical Engineering) zijn er in geslaagd om leds te ontwikkelen op basis van grafeen quantum dots. Zeer zuivere GQD's werden gesynthetiseerd door een milieuvriendelijke methode ontworpen door de groep van Prof. Jeon, hun lichtemitterende mechanismen werden zorgvuldig bestudeerd door de groep van Prof. Cho met hun voorbijgaande spectroscopische techniek, en tot slot bracht de groep van prof. Yoo hun OLED-expertise in om op GQD gebaseerde LED's te maken.

De GQD's met een hoge afstembaarheid en efficiëntie van de luminantie werden gesynthetiseerd door een route op basis van grafietintercalatieverbindingen (GIC's). De voorgestelde methode is kosteneffectief, milieuvriendelijk, en schaalbaar, omdat het directe fabricage van GQD's mogelijk maakt met water zonder oppervlakteactieve stof of chemisch oplosmiddel.

GQD's werden vervolgens gebruikt als emitters in organische lichtemitterende diodes (OLED's) om de belangrijkste optische eigenschappen van de GQD te identificeren. Na zorgvuldig de laagconfiguratie te hebben ontworpen, zodat de injectie van elektronen en gaten in evenwicht kan worden gebracht, de geconstrueerde GQD-LED's vertoonden een luminantie van 1, 000 cd/m ² , dat is ruim boven de typische helderheidsniveaus van de draagbare schermen die in smartphones worden gebruikt. Gezien hoe dun GQD's zijn, een opvouwbaar, papierachtig display zou binnenkort werkelijkheid kunnen worden.

Het huidige werk, Voor de eerste keer, toonde aan dat GQD's kunnen worden toegepast op optische apparaten door op GQD gebaseerde LED's te fabriceren met een betekenisvolle helderheid. Hoewel, de efficiëntie van op GQD gebaseerde LED's is momenteel minder dan die van conventionele LED's, ze zullen naar verwachting in de nabije toekomst verbeteren met een geoptimaliseerd materiaalproces en apparaatstructuur.

Dit onderzoek is gepubliceerd als een coverartikel in Geavanceerde optische materialen (Vol.2, 1016-1023 (2014)), een vooraanstaand tijdschrift met aanzienlijke vooruitgang in optische materialen en apparaten die daarop zijn gebaseerd.