Понад 130 років тому Томас Едісон використав вуглець як нитки розжарювання самої першої лампочки в світі. А нещодавно, група інженерів і вчених використовувала той самий хімічний елемент, представлений у формі абсолютно прозорою графенової плівки, для виготовлення того, що отримало титул самої тонкої лампи розжарювання на сьогоднішній день. Шматочок графенової плівки, товщиною в один атом, покриває настільки малу область, що його неможливо побачити неозброєним оком. Але світло, випромінюване такої мініатюрної лампочкою, настільки яскравий, що його можна побачити без допомоги будь-яких лінз і інших оптичних пристроїв.Вчені й інженери з Колумбійського університету (Columbia University), США, Національного університету в Сеулі (Seoul National University, SNU) і Дослідного інституту наук і стандартів (Korea Research Institute of Standards and Science, KRISS), Південна Корея, створили микролампочку, приєднавши до металевих електродів крихітні нитки з графенової плівки, при цьому вся структура лампочки розташовувалася на одному кремниевом підставі. Протікає через графен електричний струм розігріває графенових плівку до температури близько 2500 градусів Цельсія, що змушує її випромінювати досить яскравий світло.
«Ми створили те, що є самої тонкої в світі лампою розжарювання» — розповідає Джеймс Хон (James Hone), професор Колумбійського університету, — «Такий широкосмуговий джерело світла нового типу може бути інтегрований в структуру напівпровідникових чіпів, в структуру гнучких, прозорих дисплеїв, практично одноатомной товщини і структури пристроїв оптичних комунікацій».Цікаво те, що висока температура, якої досягла графенову плівка, не послужила причиною розплавлення металевих електродів і оплавлення кремнієвої підкладки. Цього вдалося уникнути за рахунок того, що при підвищенні температури графена понад певної межі його питома теплопровідність різко падає, таким чином на поверхні в самому центрі графенової плівки утворилося перегріте пляма, що випромінює виключно інтенсивне світло.Провівши вимірювання спектру випромінюваного світла, дослідники несподівано виявили максимуми на таких довжинах хвиль, які не були передбачені в теоретичних розрахунках. Виявилося, що ці максимуми є результатом взаємодії між безпосередньо випромінюваним світлом і світлом, відбитим від кремнієвого підстави і безперешкодно пройшов через графенових нитку назовні. «Це явище проявилося тільки з-за того, що графен абсолютно прозорий на відміну від інших матеріалів, використовуваних в нитки розжарювання. І цей ефект дозволяє нам змінювати спектр випромінюваного світла, налаштовуючи відстань між графеном і підставою».
«Унікальні теплові властивості графену, що не входить в контакт з іншими матеріалами, дозволяють при відносно невеликих витратах енергії досягти температур, достатніх для випромінювання світла видимого діапазону» — розповідає Мюнг-Хо Бе (Myung-Ho Bae), старший дослідник з інституту KRISS, — «Нам вдалося нагріти графен до температури, що майже дорівнює половині температури на поверхні Сонця. При цьомуефективність випромінювання світла була в тисячу разів вище в порівнянні з ефективністю джерел світла на основі графена, розташованого на твердій основі».В даний час дослідники зайняті опрацюванням їх винаходу, конструкція якого повинна стати більш технологічною. Крім цього зараз проводяться вимірювання швидкісних параметрів графенових джерел світла, швидкості їх включення і виключення, що має важливе значення для використання таких джерел світла в оптичних комунікаціях. Крім цього, проводяться пошуки технологічних методів, які дозволять включити такі джерела світла до складу тонких і гнучких електронних пристроїв.»Тільки зараз ми почали бачити ширину області застосування таких графенових структур. Приміром, на їх основі ми можемо створити микроэлектрические нагрівальні елементи, здатні нагрітися до тисяч градусів за частки секунди, дозволяючи нам вивчати високотемпературні хімічні та каталітичні реакції,» — розповідає професор Хон.