Pour la première fois, des chercheurs ont observé l’électroluminescence dans un matériau apparenté aux métaux : le graphène. Cette découverte, publiée dans la revue Nature, révèle que le graphène, sous certaines conditions, peut émettre dans l’infrarouge au-delà de son incandescence naturelle. Les dispositifs ont été conçus et fabriqués au LPENS et fonctionnent dans les conditions ambiantes. Ce phénomène est totalement inattendu pour un matériau sans bande interdite.
Cette étude montre également que l’électroluminescence s’accompagne d’un transfert d’énergie radiatif exceptionnellement efficace entre le graphène et son encapsulant, le nitrure de bore hexagonal (hBN). Ce transfert peut représenter jusqu’à 75% de la puissance électrique totale dissipée. Du fait de son caractère radiatif, les auteurs montrent enfin que ce transfert d’énergie majeur est très dépendant des propriétés cristallines du Nitrure de Bore, et qu’il est même possible de le supprimer.
Cette recherche est le fruit d’une collaboration entre plusieurs laboratoires français (LPENS, Institut Langevin, ONERA, Laboratoire des Multimatériaux et Interfaces, INSA Lyon, Laboratoire Charles Fabry), marque une étape importante dans la compréhension des sources radiatives et des échanges d’énergie associés. L’absence de bande interdite du graphène permet notamment d’envisager l’électroluminescence et peut-être l’amplification optique à des longueurs d’onde arbitraires dans le moyen infrarouge – un domaine dans lequel nous manquons cruellement de sources simples à l’heure actuelle.
Brève histoire du rôle du carbone dans les sources radiatives : de la suie des bougies à l’électroluminescence du graphène
En savoir plus :
https://www.nature.com/articles/s41586-025-08627-6
Informations complémentaires:
Laboratoire de physique de L’École normale supérieure (LPENS, ENS Paris/CNRS/Sorbonne Université/Université de Paris)
Auteur correspondant : Emmanuel Baudin
Communication contact : L’équipe de communication