Oto najcieńsza żarówka na świecie, choć raczej nie będzie oświetlać twojego mieszkania
Wszyscy wiemy czym jest grafen i jak wielką nadzieją jest dla elektroniki użytkowej. Niewykluczone, że zmieni na zawsze również i inną branżę. Oświetleniową.
Naukowcy opracowali oparty o grafen tranzystor, który działa w praktyce na identycznej zasadzie co żarnik w żarówce. Tym samym stworzyli następcę żarówki, tudzież najcieńszą żarówkę świata. Zależy jak na to spojrzeć.
Eksperyment jest wynikiem wieloletniego dążenia do stworzenia umieszczonej w układzie scalonym „żarówki”. Po co? To bardzo proste: optyczne układy scalone, które zamiast prądu elektrycznego wykorzystują światło, mają bardzo obiecujące właściwości, dzięki czemu mogą zwiększać swoją wydajność względem elektrycznych odpowiedników, zachowując przy tym niewielki rozmiar. Problem w tym, że włókna żarowe, zanim zaczynają emitować światło, muszą być rozgrzane do nieakceptowalnych temperatur. Opracowana „grafenowa żarówka” ów problem rozwiązuje.
Jak to działa?
Gdy prąd przepływa przez wolframowe włókna żarówki, te zaczynają się rozgrzewać i emitować światło. Elektrony zderzają się z atomami włókien, przekazując im energię i emitując fotony światła. Efektem ubocznym całego procesu jest znaczna emisja ciepła. To właśnie dlatego żarówki są izolowane od otoczenia i wypełniane argonem lub próżnią: przy temperaturze 3000 stopni Celsjusza wolfram wszedłby w reakcję z tlenem i zacząłby płonąć.
Wykorzystane w wynalazku paski grafenu są szerokie na kilka mikronów, długie na 6,5-14 mikronów i umieszczone nad powierzchnią krzemową. Na obu końcach pasków doczepione są elektrody. Grafen, podobnie jak wolfram, zaczyna emitować światło. Grafen jest jednak kiepskim przewodnikiem ciepła, więc to, zamiast równomiernie się rozprowadzać po całym pasku, koncentruje się w jednym miejscu, tak jak emisja światła. A to czyni cały system bardziej efektywnym.
Dlaczego dopiero teraz się to udało? To również proste: do tej pory grafen umieszczano na powierzchniach, które rozpraszały większą część emitowanego ciepła. Dodatkowo, znajdujący się pod grafenem krzem odbija emitowane przez pasek światło, co pozwala zmieniać „parametry świetlne żarówki” w prosty sposób: odsuwając i przysuwając pasek do krzemu.
Czy to faktycznie rewolucja?
Zdecydowanie tak. Choć, by być uczciwym, to jest to zaledwie kolejny krok do opracowania nadających się do czegokolwiek komputerów optycznych. Nie zmienia to jednak faktu, że jest to krok bardzo istotny. Nie zamierzamy jednak próbować spekulować nad przybliżoną datą premiery pierwszego takiego „konsumenckiego” komputera.
