A mérnökök feltaláltak egy vékony, rugalmas hibrid anyagból készült félvezetőt, amelyet a közeljövőben elektronikai eszközök kijelzőjére lehet használni.
A nagyvállalatok mérnökei egy összecsukható és rugalmas elektronikai kijelző megtervezésén fáradoztak készülékek mint a számítógépek és a mobiltelefonok. A cél egy olyan kijelző, amely papírnak tűnik, azaz hajlítható, de elektronikusan is funkcionál. A Samsung, a világ egyik legnagyobb mobiltelefon-gyártója minden valószínűség szerint hamarosan rugalmas mobiltelefont dob piacra. Kifejlesztettek egy rugalmas organikus fénykibocsátó dióda (OLED) panel, amely törhetetlen felülettel rendelkezik. Könnyű, de szívós és robusztus, és ellenáll a magas hőmérsékletnek. Legfigyelemreméltóbb tulajdonsága az lenne, hogy ez a kijelző nem törik el vagy sérül meg, ha a készülék leesik – ez a legnagyobb kihívás, amellyel manapság szembesülnek a mobiltelefon-kijelző tervezői. A normál LCD-képernyő akkor is megjelenik, ha meghajlik, de a benne lévő folyadék elcsúszik, és ezért torz kép jelenik meg. Az új rugalmas OLED-képernyő a kijelző torzítása nélkül hajlítható vagy hajlítható, azonban továbbra sem lesz teljesen összecsukható. A rugalmasság a jövőben tovább növelhető rugalmasabb nanohuzalok használatával. A kvantumpontos fénykibocsátó dióda kijelző rugalmasabb, mivel nanokristályokat használnak kiváló minőségű éles fény előállítására. A kijelzőket továbbra is üvegbe vagy más anyagba kell tokozni a védelem érdekében.
Új anyag rugalmas képernyők építéséhez
Egy nemrégiben megjelent tanulmányban Advanced Materials Az Ausztrál Nemzeti Egyetem (ANU) mérnökei először fejlesztettek ki olyan félvezetőt, amelyből készült organikus és szervetlen anyag, amely hatékonyan alakítja át az elektromosságot fénnyé. Ez a félvezető ultravékony és nagyon rugalmas, így egyedülálló. A organikus az eszköz része, a félvezető egy fontos része mindössze egy atom vastagságú. A szervetlen rész is kicsi, körülbelül két atom vastag. Az anyagot a „kémiai gőzleválasztásnak” nevezett eljárással állították elő, hasonlóan ahhoz, mint egy 3D-s leírásból háromdimenziós szerkezetet építeni. A félvezető szabad szemmel nem látható, aranyelektródák között fekszik egy funkcionális tranzisztorral ellátott 2cm x 1cm méretű chipen. Egy ilyen chip több ezer tranzisztoros áramkört képes tárolni. Az elektróda elektromos bemeneti és kimeneti pontként szolgál. Az elkészült anyag opto-elektronikai és elektromos tulajdonságait jellemezték. Ez a hibrid szerkezet organikus A szervetlen komponensek pedig az elektromosságot fénnyé alakítják, amely aztán megjeleníti a mobiltelefonokat, televíziókat és más eszközöket. A fénykibocsátás élesebb és jobb a nagyobb felbontású kijelzők esetében.
Egy ilyen anyag segítségével a közeljövőben hajlíthatóvá tehetik az eszközöket – például a mobiltelefonokat. A képernyő vagy a kijelző károsodása nagyon gyakori a mobiltelefonoknál, és ez az anyag segíthet. A nagyobb képernyős okostelefonok népszerűségének és keresletének növekedésével az óra igénye a tartósság, hogy a kijelző ne legyen hajlamos karcolódásra, törésre, leesésre stb. A hibrid szerkezet a hatékonyság szempontjából előnyös a hagyományos félvezetőkkel szemben. teljes egészében szilíciumból készült. Ezt az anyagot felhasználhatják mobiltelefonok, televíziók, digitális konzolok stb. képernyőinek elkészítésére, és talán egyszer számítógépeket is készíthetnek, és egy mobiltelefont olyan erőssé tehetnek, mint egy szuperszámítógép. A kutatók már dolgoznak e félvezető nagyobb léptékű előállításán, hogy kereskedelmi forgalomba kerülhessen.
Az elektronikai hulladék kezelése
A becslések szerint 2018-ban összesen közel 50 millió tonna elektronikai hulladékot (e-hulladékot) termelnek majd, és nagyon korlátozott mennyiséget hasznosítanak újra. Az e-hulladék olyan elektronikai eszközök és berendezések, amelyek élettartamuk végére értek, és ki kell dobni őket, ideértve a régi számítógépeket, irodai vagy szórakoztató elektronikai berendezéseket, mobiltelefonokat, televíziókat stb. A hatalmas mennyiségű e-hulladék óriási veszélyt jelent a környezetre és visszafordíthatatlan károkat okoz természeti erőforrásainkban és környezetünkben. Ez a felfedezés kiindulópont a nagy teljesítményű, de abból készült elektronikus eszközök tervezéséhez organikus „bio” anyagok. Ha a mobiltelefonok rugalmas anyagból készülnének, könnyebb lenne újrahasznosítani őket. Ezzel csökkenthető az évente keletkező e-hulladék mennyisége szerte a világon.
Az összecsukható és rugalmas elektronikus eszközök jövője nagyon izgalmas lesz. A mérnökök már gurítható kijelzőkön gondolkodnak, ahol az eszközöket tekercsszerűen fel lehet tekerni. A legfejlettebb típusú képernyő az lenne, amely képes hajtogatni, ívelni vagy akár össze is törni, mint a papír, de továbbra is képes szép képeket megjeleníteni. Egy másik terület az „auxtetikus” anyagok használata, amelyek megvastagodnak, ha nyújtják őket, és amelyek képesek elnyelni a nagy energiájú hatásokat, és önbeigazítást végeznek az esetleges torzulások kijavítása érdekében. Az ilyen eszközök könnyűek, de rugalmasak lennének.
***
{Az eredeti kutatási cikket a hivatkozott forrás(ok) listájában lent található DOI linkre kattintva olvashatja el}
Forrás (ok)
Sharma A et al. 2018. Hatékony és rétegfüggő excitonszivattyúzás atomi vékonyságú szerves-szervetlen I-es típusú heterostruktúrákon keresztül. Advanced Materials. 30. (40) bekezdése alapján.
https://doi.org/10.1002/adma.201803986
***
