控制纳米级的热辐射对于验证亚波长限制中的普朗克定律至关重要，并且是包括能量、显示和安全在内的一系列创新技术的关键。得益于优异的电子、热和机械性能，电偏置石墨烯最近被证明是有前景的热发射器，只有单原子的厚度。在这里，我们限制电流通过狭窄的收缩来显示石墨烯中增强的焦耳热效应。石墨烯的晶格温度分布在收缩中间显示出良好的局部“热点”。六方氮化硼封装的石墨烯器件可以承受高达约1600K的高晶格温度，以在空气中从收缩部分激发局部发光。通过由SiO₂和hBN电介质组成的光子腔，石墨烯发射极的光谱被显著改变为可见范围。可以通过改变施加的偏压来调节发射强度。利用化学气相沉积石墨烯和原子层沉积Al₂O₃覆盖层实现了4×4石墨烯发射体阵列，以证明该技术的Si平台的可扩展性和兼容性。结果探索了石墨烯器件作为电驱动热发射器的一种潜在“杀手级应用”，为未来的纳米光电子学铺平了道路。

的变化，虚线是与实验数据的线性拟合。

；点是实验数据，曲线是计算。

下测量的发光光谱。

Figure 4. Al₂O₃封装的石墨烯热发射器的表征：（a）制备的Al₂O₃封装的石墨烯收缩装置（Al₂O₃-Gr-C-1.5μm）的I-V_b曲线；插图是石墨烯器件的光学图片，比例尺：10μm；（b）石墨烯作为施加偏压函数的拉曼2D峰；（c）测量晶格温度作为提供的电功率密度的函数；（d）不同V_b下Al₂O₃-Gr-C-1.5μm的发光光谱，插图是在V_b=24 V下照射石墨烯器件的光学图，比例尺：4μm。

Figure 5. Al₂O₃封装的石墨烯发射体阵列：（a）在SiO₂/Si衬底上制造的4×4阵列的石墨烯发射器的光学显微照片，从左列到右列的收缩宽度：分别为4（无收缩）、1.5、1和0.5μm，比例尺为25μm；（b）在V_b=24 V的可见光照射下，发射器阵列的光学图像，比例尺为25μm。
   相关研究成果于2019年由国防科技大学朱梦剑课题组，发表在ACS Photonics（DOI: 10.1021/acsphotonics.9b00667）上。原文：Graphene Thermal Emitter with Enhanced Joule Heating and Localized Light Emission in Air。