Forscher erzeugen kleinste und dünnste Glühlampe der Welt

Und wieder einmal sorgt Graphen und genauer gesagt ein Graphen-Filament für einen neuen Weltrekord. Young Duck Kim von der Columbia University in New York und seine Forscher-Kollegen haben einen Weg gefunden die starke und leitfähige Form von reinem Kohlenstoff effektiver zum Leuchten zu bringen. Erhitzt durch Strom, begann das ultradünne Graphen-Filament Licht im sichtbaren Bereich abzugeben. Die kleinste Glühlampe der Welt war geboren.

Graphen-Lampe ebnet den Weg für Atom-dünne ultra flexible Displays

Im Fachmagazin „Nature Nanotechnology“ berichten die Forscher von der neuen Konstruktion, die den Weg für neue Photonik-Anwendungen und ultradünne Displays ebnet. Der Vorteil der Mikro-Glühlampe ist schließlich, dass diese ohne Bedenken auf Mikrochips montiert werden kann, ohne die Chips durch abstrahlende Hitze zu schädigen. Die Wärmeentwicklung ist den Forschern zufolge nämlich ziemlich stark lokal. Graphen ist eine bisher noch nicht gänzlich erforschte Modifikation des Kohlenstoffs mit zweidimensionaler Struktur und gilt als Hoffnungsträger für zukünftige Technologien. Vor kurzem erst haben wir von einem revolutionären Lichtantrieb für Raumschiffe und Sonden im Weltall berichtet. Hier übernimmt Graphen ebenfalls eine Schlüsselrolle.

Bisher konnten Forscher Graphen lediglich ein ziemlich schwaches infrarotes Licht entlocken. Die Forscher rund um Young Duck Kim haben im Gegensatz zu konventionellen Methoden jedoch das Graphen-Filament statt direkt auf dem Substrat aufzutragen, zwischen zwei Metallelektroden über dem Chipsubstrat gehangen. Wird dieses Konstrukt mit Strom versorgt, erhitzt sich das Graphenfilament auf knapp 2.500 Grad Celsius und beginnt zu glühen. „Das Licht von diesem atomdünnen Graphenstreifen ist so intensiv, dass es selbst mit dem bloßen Auge, ohne Vergrößerung, sichtbar ist“, betont Kim.

„Thomas Edison nutzte ursprünglich Kohle als Filament für seine Glühbirne und wir gehen nun zum selben Element zurück – nur dass wir es mit dem Graphen in seiner reinsten Form nutzen und im kleinstmöglichen Maßstab – nur ein Atom dick“, ergänzt der Koautor der Studie Yun Daniel Park von der Seoul National University. Folglich kehrt man mit der neuen Graphenlampe zu den Wurzeln der ursprünglichen Glühlampe zurück. Das Prinzip ist identisch, die Graphen-Glühlampe ist nur deutlich kleiner.

Weitere Anwendungsgebiete

Wie eingangs bereits erwähnt überträgt sich die extreme Hitze im Zentrum des Graphen-Filaments kaum auf die Umgebung. Neben der unbedenklichen Anbringung auf einen Mikrochip, kann die Graphenlampe mit dem Substrat in eine optische Wechselwirkung treten und beispielsweise bei optischen Computern als Signalgeber zum Einsatz kommen. „Das bereitet den Weg für atomdünne, flexible und transparente Displays und graphenbasierte optische On-Chip Kommunikation.“, fasst Koautor James Hone von der der Columbia University zusammen. „Wir träumen aber auch schon von anderen Anwendungen dieser Strukturen, beispielsweise als Mikro-Heizplatten, mit denen man Hochtemperatur-Reaktionen in der Chemie oder Katalyse erforschen kann“, führt Hone weiter an. Eine ziemlich spannende Sache also, die wir weiter beobachten werden.

Licht durch Graphen im Video

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Quelle: Gizmag

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