Publicerad i den vetenskapliga tidskriften Naturmaterial , University of Manchester och University of Sheffield forskare visar att nya 2D "designer material" kan produceras för att skapa flexibla, genomskinliga och effektivare elektroniska apparater.

Laget, ledd av Nobelpristagaren Sir Kostya Novoselov, gjorde genombrottet genom att skapa lysdioder som konstruerades på atomär nivå.

Den nya forskningen visar att grafen och relaterade 2D-material kan användas för att skapa ljusemitterande enheter för nästa generations mobiltelefoner, surfplattor och tv-apparater för att göra dem otroligt tunna, flexibel, hållbar och till och med halvtransparent.

LED-enheten konstruerades genom att kombinera olika 2D-kristaller och avger ljus från hela dess yta. Att vara så smal, endast 10-40 atomer tjocka, dessa nya komponenter kan utgöra grunden för den första generationen halvtransparenta smarta enheter.

Enatoms tjock grafen isolerades och utforskades först 2004 vid University of Manchester. Dess potentiella användningsområden är enorma men ett av de första områdena där produkter sannolikt kommer att ses är inom elektronik. Andra 2D-material, såsom bornitirid och molybdendisulfid, har sedan upptäckts öppnat för stora nya forskningsområden och tillämpningsmöjligheter.

Genom att bygga heterostrukturer - staplade lager av olika 2D-material - för att skapa skräddarsydd funktionalitet och introducera kvantbrunnar för att kontrollera elektronernas rörelse, nya möjligheter för grafenbaserad optoelektronik har nu realiserats.

Freddie Withers, Royal Academy of Engineering Research Fellow vid University of Manchester, som ledde produktionen av enheterna, sa:"Eftersom vår nya typ av lysdioder bara består av ett fåtal atomlager av 2D-material är de flexibla och transparenta. Vi tänker oss en ny generation optoelektroniska enheter som kommer från detta arbete, från enkel transparent belysning och lasrar och till mer komplexa applikationer."

Sir Kostya Novoselov förklarade skapandet av LED-enheten:"Genom att förbereda heterostrukturerna på elastiska och transparenta substrat, vi visar att de kan utgöra grunden för flexibel och halvtransparent elektronik.

"Utbudet av funktionaliteter för de demonstrerade heterostrukturerna förväntas växa ytterligare genom att öka antalet tillgängliga 2D-kristaller och förbättra deras elektroniska kvalitet."

Prof Alexander Tartakovskii, från University of Sheffield tillade:"De nya LED-strukturerna är robusta och visar ingen signifikant förändring i prestanda under många veckors mätningar.

"Trots de tidiga dagarna inom råvarutillverkningen, kvanteffektiviteten (fotoner som emitteras per injicerad elektron) är redan jämförbar med organiska lysdioder."