近日，清华大学微电子所任天令教授课题组在《自然－通讯》 （Nature Communications）上在线发表了题为《光谱可调的柔性全石墨烯基场控发光器件》（“A spectrally tunable all-graphene-based flexible field-effect light-emitting device”） 的研究论文，首次揭示了可通过电压调控发光波长的发光器件。不同于传统固定波长的LED，这一新型器件的发光波长（在单一器件内）可以在750nm至 450nm之间连续可调，突破了现有显示器件的颜色合成方式，有望对当代显示、照明和通讯技术产生革命性影响。

迄 今为止，所有的LED器件一旦制备完成，其发光波长就是固定的。传统显示或照明技术通过调整几种固定颜色（典型器件使用红、绿、蓝三基色）发光单元的亮 度，来实现颜色的表示或白光的合成。石墨烯材料由于具有独特的物理性质，在可控光子/光电子器件等课题中被广泛应用；但由于其零带隙和非发光复合率高的特 性，石墨烯基发光器件是国际学术界的一个难题。

任天令教授课题组创新性的通过激光直写技术，在氧 化石墨烯和还原石墨烯的界面处获得了半还原态的srGO材料。该材料兼备石墨烯的高导电性和氧化石墨烯的宽带隙特征。通过构建面内栅极结构，对栅极施加电 压可以调制srGO的费米能级，从而实时调控石墨烯LED发光的中心波长。该论文首次实现了波长/色彩可调的LED，在获得优异的颜色保真度的同时，还可 以使得显示器件内的发光单元数目显著减小，从而极大地优化驱动电路并降低功耗。该LED还具有亮度高和可制成柔性器件的特点，是现代LED显示、照明和通 信技术的理想元件，该成果在相关领域具有深远的意义。论文的审稿人评价道：“这项工作有望在发光器件领域拓展新的研究方向”、“这项工作令人激动人心且具 有影响力。”

近年来，任天令教授致力于石墨烯等二维电子器件的研究，尤其关注突破传统器件限制的新型器件，在新型石墨烯基存储器、声学器件和传感器件等方面已获得了多项创新成果，如柔性透明石墨烯耳机和低功耗石墨烯阻变存储器等，为新一代微纳电子器件技术奠定基础。

  清华大学微电子研究所，长江学者特聘教授，国家杰出青年基金获得者。Email：RenTL@tsinghua.edu.cn

      1971年出生于山东省济南市，1997年博士毕业于清华大学现代应用物理系，2003年起为清华大学微电子所教授，2011年至2012年为美国Stanford大学电子工程系访问教授。

     近年来承担国家自然科学重点基金、国家重大科技专项、科技部863计划、科技部973计划等多项重要科研项目。主要研究方向为新型微纳电子器件与集成系统技 术，包括二维电子器件、新型存储器、微纳传感器与系统、柔性微电子器件与系统等。在国内外学术期刊和会议发表论文300余篇，包括SCI期刊论文160余 篇，国际微电子领域顶级学术会议IEDM论文10篇；获得国内外发明专利50余项。

 研究方向： 

1. 二维电子器件及其它新型纳电子器件

    （1）    基于石墨烯的阻变存储器；

    （2）    基于石墨烯的声学器件；

    （3）    基于二维材料(石墨烯、硫化钼、黑磷、拓扑绝缘体等)的集成器件；

    （4）    基于磁阻效应（GMR、TMR等）或自旋调控的新型器件

2. 新型传感器与集成微系统（MEMS）

        （1） 微声学器件与系统；

        （2） 用于无线通信的射频滤波器、微天线、微电感等；

        （3） 集成微传感器（压力、温度、加速度、红外传感器等）；

        （4） 面向医疗、生化、环境应用的新型传感器与微系统

3. 新型半导体存储技术

        （1） 阻变存储器RRAM；

        （2） 铁电存储器FeRAM与FeFET

 4. 微纳电子关键新技术

        （1） 柔性微纳电子技术；

        （2） 芯片能量控制关键新技术

（本文参考自清华官网）

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