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。
