De första grafenkvantpunktsljusemitterande dioderna (GQD-LEDs), tillverkade genom att använda grafenkvantprickar med hög kvantutbyte genom grafitinterkaleringsföreningar, uppvisa en luminans över 1, 000 cd/m ² .

Grafen är ett 2D-kolnanomaterial med många fascinerande egenskaper som kan göra det möjligt att skapa nästa generations elektronik. Dock, det är känt att grafen inte är tillämpbart på optiska enheter på grund av att det saknas ett elektroniskt bandgap. Å andra sidan, grafen kvantprickar (GQDs), som bara är några nanometer stora i sidodimensionen, visas att emittera ljus vid excitation i det synliga spektralområdet. GQDs har väckt stor uppmärksamhet som nästa generations självlysande material för sina enastående egenskaper:avstämbar luminescens, överlägsen fotostabilitet, låg toxicitet, och kemikalieresistens.

Nyligen, Prof. Seokwoo Jeon (materialvetenskap och teknik), Prof. Yong-Hoon Cho (fysik), och prof. Seunghyup Yoo (elektroteknik) har lyckats utveckla lysdioder baserade på grafenkvantprickar. Mycket rena GQDs syntetiserades med en miljövänlig metod designad av Prof. Jeons grupp, deras ljusemitterande mekanismer studerades noggrant av Prof. Chos grupp med deras transienta spektroskopiska teknik, och slutligen tog Prof. Yoos grupp med sin OLED-expertis för att skapa GQD-baserade lysdioder.

GQD:erna med hög luminansavstämning och effektivitet syntetiserades genom en väg baserad på grafitinterkalationsföreningar (GIC). Den föreslagna metoden är kostnadseffektiv, miljövänlig, och skalbar, eftersom det tillåter direkt tillverkning av GQDs med vatten utan ytaktiva ämnen eller kemiska lösningsmedel.

GQD:er användes sedan som sändare i organiska ljusemitterande dioder (OLED) för att identifiera GQD:s viktigaste optiska egenskaper. Efter att noggrant utformat skiktkonfigurationen så att elektron- och hålinjektion kunde balanseras, de konstruerade GQD-lysdioderna uppvisade en luminans på 1, 000 cd/m ² , vilket är långt över de typiska ljusstyrkorna för de bärbara skärmarna som används i smartphones. Med tanke på hur tunna GQDs är, en vikbar pappersliknande display kan snart bli verklighet.

Det nuvarande arbetet, för första gången, visat att GQD kan appliceras på optiska enheter genom att tillverka GQD-baserade lysdioder med meningsfull ljusstyrka. Fastän, effektiviteten hos GQD-baserade lysdioder är för närvarande mindre än för konventionella lysdioder, de förväntas förbättras inom en snar framtid med en optimerad materialprocess och enhetsstruktur.

Denna forskning publicerades som en omslagsartikel i Avancerat optiskt material (Vol.2, 1016-1023 (2014)), en förstklassig tidskrift som visar betydande framsteg inom optiska material och enheter baserade på dem.