जल्द ही लचीली स्क्रीन?

कार्बनिक ट्रांजिस्टर पहले कम बिजली की खपत के साथ विकसित हुए

सर्किट आरेख और एक पूरक इन्वर्टर की तस्वीर जिसमें पी-चैनल और एन-चैनल पतली-फिल्म ट्रांजिस्टर (टीएफटी) शामिल है, यानी एक ट्रांजिस्टर जिसकी सेमीकंडक्टर परत या तो पी-टाइप या एन-टाइप है। इस तरह के एक पूरक सर्किट से ऊर्जा की बचत होती है, क्योंकि दोनों में से प्रत्येक तर्क में कहा गया है - कि या तो उच्च इनपुट वोल्टेज और कम आउटपुट वोल्टेज या विपरीत है - दो ट्रांजिस्टर (पी- या एन-चैनल) में से प्रत्येक वर्तमान के प्रवाह को अवरुद्ध करता है। यह ऊर्जा बचत केवल पी-चैनल ट्रांजिस्टर या केवल एन-चैनल ट्रांजिस्टर से मिलकर एकध्रुवीय सर्किट पर पूरक सर्किट का एक महत्वपूर्ण लाभ है। © मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर सॉलिड स्टेट रिसर्च
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एक फ्लैट स्क्रीन जिसे रोल किया जा सकता है और जैकेट की जेब में रखा जा सकता है - बस एक यूटोपिया? नहीं, क्योंकि जैविक ट्रांजिस्टर, जो प्लास्टिक की फिल्मों जैसी लचीली सतहों पर भी बनाए जा सकते हैं, जल्द ही यह संभव कर सकते हैं। लेकिन अब तक, ऐसे सिलिकॉन ट्रांजिस्टर पारंपरिक सिलिकॉन ट्रांजिस्टर की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा की खपत करते हैं। हालांकि, वैज्ञानिकों ने अब पहली बार विकसित जैविक इलेक्ट्रॉनिक घटकों की आपूर्ति की है जो कम आपूर्ति वाले वोल्टेज और कम बिजली की खपत की विशेषता है।

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जैसा कि प्रकृति के वर्तमान अंक में स्टटगार्ट मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर सॉलिड स्टेट रिसर्च और यूनिवर्सिटीज ऑफ स्टटगार्ट और एर्लांगेन के वैज्ञानिकों द्वारा रिपोर्ट किया गया है, इन नए कार्बनिक इलेक्ट्रॉनिक घटकों को पहले के जैविक सर्किटों की तुलना में बहुत कम वोल्टेज पर संचालित किया जा सकता है - वोल्टेज, जैसे साधारण घरेलू बैटरी 1.5 से 3 वोल्ट वितरित करें।

आइसोलेटर्स और ऊर्जा सेवर

इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, शोधकर्ताओं ने दो सिद्धांतों का उपयोग किया: पहला, वे एक इन्सुलेटर के रूप में ट्रांजिस्टर के आत्म-आयोजन कार्बनिक मोनोलैयर्स के लिए उपयोग करते थे। इस तरह की परत के रूप में, कुछ कार्बनिक यौगिक विशिष्ट परिस्थितियों में सतह-सक्रिय सब्सट्रेट से जुड़ते हैं। परत में कार्बनिक अणुओं की केवल एक परत होती है, इसलिए यह 3 एनएम से कम मोटी होती है। ऐसा एक मोनोलर ट्रांजिस्टर के ऑपरेटिंग वोल्टेज को कम करता है, क्योंकि यह सीधे इन्सुलेटर की मोटाई पर निर्भर करता है।

दूसरी ओर, वैज्ञानिकों ने पी-चैनल ट्रांजिस्टर और एन-चैनल ट्रांजिस्टर को पूरक सर्किट से जोड़ा। अब तक, कार्बनिक सर्किट को ज्यादातर एकध्रुवीय सर्किट के रूप में महसूस किया गया है, जिसमें केवल एक प्रकार के ट्रांजिस्टर होते हैं - या तो पी-चैनल या एन-चैनल। इस तरह के एकध्रुवीय सर्किट में, एक अवांछित क्रॉस-फ्लो लगातार बह रहा है, जबकि पूरक डिजाइन में, प्रत्येक मामले में दो ट्रांजिस्टर में से एक वर्तमान के प्रवाह को अवरुद्ध करता है - ऊर्जा बचाने का एक तरीका। प्रदर्शन

कुंजी के रूप में पूरक सर्किट

मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर सॉलिड स्टेट रिसर्च के हेगन कालुक बताते हैं, "सिलिकॉन सर्किट में कॉम्प्लिमेंट्री सर्किट 25 साल से मानक है।" "हम मानते हैं कि यहां तक ​​कि जैविक इलेक्ट्रॉनिक्स पूरक सर्किट प्रौद्योगिकी के लाभों से लाभ उठा सकते हैं। और उन्हें स्वयं-संगठित कार्बनिक मोनोलैयर्स के साथ जोड़कर, हम छोटी बैटरी के स्तर तक आपूर्ति वोल्टेज को कम करने में सक्षम थे, "हक कहते हैं।

वैज्ञानिकों ने एक ग्लास सब्सट्रेट पर कार्बनिक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर का उत्पादन किया। एक क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर के तीन टर्मिनल हैं - गेट, स्रोत और नाली। गेट पर वोल्टेज के आधार पर, चार्ज वाहक चैनल के माध्यम से स्रोत से नाली इलेक्ट्रोड तक एक वर्तमान प्रवाह होता है जो अर्धचालक में बनता है। सेमीकंडक्टर परत के रूप में, वैज्ञानिक हवा-स्थिर कार्बनिक यौगिकों पेंटासिन और हेक्साडेकाफ्लोरो-कॉपर फथलोसाइनिन का उपयोग करते हैं। गेट और सेमीकंडक्टर परत के बीच एक इन्सुलेटर है, इस मामले में एक बहुत ही पतली स्व-आयोजन मोनोलेयर है। शोधकर्ता गेट इलेक्ट्रोड के लिए एल्यूमीनियम का उपयोग करते हैं। ग्लास सब्सट्रेट में एक परिभाषित पैटर्न में एल्यूमीनियम लगाने से, वे एक साथ बड़ी संख्या में ट्रांजिस्टर का एहसास करने में सक्षम थे, जिसने पूरक सर्किट के डिजाइन की अनुमति दी।

शोधकर्ताओं ने अलग-अलग इलेक्ट्रॉनिक सर्किट, अर्थात् पूरक इनवर्टर, नंद द्वार और रिंग ऑसिलेटर्स का उत्पादन किया। और क्या विशेष रूप से महत्वपूर्ण है: प्रयुक्त सामग्री 90 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर ट्रांजिस्टर और सर्किट का उत्पादन करना संभव बनाती है। इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए इस तरह का अपेक्षाकृत कम तापमान आवश्यक है यदि कोई सब्सट्रेट के रूप में लचीला और पारदर्शी प्लास्टिक पर स्विच करना चाहता है। वैज्ञानिकों ने प्रदर्शित किया कि उनकी विधि भी उपयुक्त है: उन्होंने इस तरह के ट्रांजिस्टर का निर्माण करने के लिए प्लास्टिक पॉलीथीन नेफ़थलेट (PEN) का उपयोग किया। Hagen Klauk बताते हैं कि यह एक फायदा क्यों होगा: transSilicon ट्रांजिस्टर को एक सब्सट्रेट की आवश्यकता होती है जो ट्रांजिस्टर के निर्माण में शामिल उच्च तापमान का सामना कर सके। इसके विपरीत, कार्बनिक ट्रांजिस्टर को 100 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर निर्मित किया जा सकता है - इसलिए आप एक सब्सट्रेट के रूप में प्लास्टिक का उपयोग कर सकते हैं। ये लचीले अभी तक टिकाऊ हैं। "कार्बनिक पूरक सर्किट का उपयोग कहीं भी किया जा सकता है जहां उत्पादों को एक ही समय में बीहड़ और मोबाइल दोनों होना चाहिए - उदाहरण के लिए, एक पोर्टेबल, बैटरी-संचालित में फ्लैट स्क्रीन टीवी।

(मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर सॉलिड स्टेट रिसर्च, 16.02.2007 - AHE)