用石墨烯实现芯片上光通讯

一群国家和国际级的研究人员已证明石墨烯(Graphene)可用于芯片上可见光源的灯丝。该团队将以石墨烯制成的小丝状物连接金属电极，并悬挂在基板上，再让电流通过石墨烯丝状物。

"我们已开发出世界上最薄的灯泡！"纽约哥伦比亚大学(Columbia University)工程学院教授James Hone说，这种新型的"宽带"光发射器可以整合到芯片上，可为实现薄如原子、可挠曲及透明的显示器铺路，还能做到基于石墨烯的芯片上(On-chip) 光通讯。

以下的影片"从石墨烯点亮可见光(Bright Visible Light Emission from Graphene)"刊登在自然纳米技术(Nature Nanotechnology)网站。该研究由Hone小组中的博士后研究科学家Young Duck Kim、首尔大学(Seoul National University)研究团队与韩国标准与科学研究院(Korea Research Institute of Standards and Science，KRISS)主导。

今年稍早，曼彻斯特大学(Manchester University)已发布以石墨烯为基础开发的灯泡，该灯泡是将基于长丝形的发光二极管(LED)涂覆在石墨烯上，而该大学也声称，此一可调灯光的LED灯泡可减少10%的耗电量。

芯片上可见光的关键是开发完全整合"光子(Photonic)"电路，该电路用于灯泡时，可如同现阶段在半导体整合电路的电流。直到现在，研究人员尚未将白炽灯泡放在芯片上，这是因为点燃灯泡所需的温度，微型金属导线无法承受。

石墨烯能达到的温度超过摄氏2,500度，不需要额外放大就可灼伤肉眼。研究人员也发现石墨烯在较高温度下，会变成较差的热导体，这意味着热量会在芯片 的中心被限制为一个"热点"。一名研究人员指出，悬浮的石墨烯可被加热到太阳一半的温度，且可靠度比固定在固体基板上的石墨烯高1,000倍。

发射光的光谱也可在特定波长时达到高峰，除此之外，干扰出现在从石墨烯到直接发射的光之间，且光反射结束在硅基板及回穿过石墨烯之处。

Hone小组中的博士后研究科学家与共同研究者Young Duck Kim表示，因为石墨烯是透明的，所以上述的状况是唯一的可能。石墨烯不同于一般常规的灯丝，且让研究人员得以透过改变到基板的距离，调整发射光谱。

研究人员也在研究利用他的技术在化学气相沉积(CVD)的石墨烯光发射器数组上，并评估其效能与特性，藉以为可挠曲基板开发整合技术。

本篇文章的石墨烯共同研究着还包括从韩国建国大学(Konkuk University)、西江大学(Sogang University)、世宗大学(Sejong University)、伊利诺大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)，以及斯坦福大学(Stanford University)的科学家。