آخرین اخبار

پرورش کریستال های ارگانیک نیمه رسانا، به صورت عمودی

نوشته شده توسط پوریا صادقلو

تمام پیشرفت های بشر در زمینه ی تلفن های هوشمند, تبلت ها, کامپیوترها و سنسورهای زیستی همه و همه به خاطر تأثیر نیمه هادی ها است.
از قرن ۲۱ نیمه هادی های ارگانیک یا پایه کربن به دلیل ارزان قیمت بودن, فراوانی و وزن سبک به عنوان زمینه مورد علاقه ی دانشمندان قرار گرفته اند و در مقایسه با نیمه هادی های غیر ارگانیک که از اکسید فلز یا سیلیکون ساخته شده اند, جریان را بهتر هدایت می کنند.
حال مهندسین مواد موسسه UCLA در کالیفرنیا راهی را کشف کردند که می توان نیمه هادی های پر قدرت تر و مؤثر تر تولید کنند.
کشف آنان در ساختن ساختار توسعه یافته برای یکی از انواع نیمه هادی های ارگانیک و ساخت بلوک رسانا پلیمری به نام تترانیلین بود. دانشمندان نشان دادند که برای اولین بار کریستال های تترانیلین می توانند به صورت عمودی رشد کنند.
این پیشرفت می تواند به طور وسیع تکنولوژی دریافت انرژی خورشیدی را ارتقا دهد. همچنین, می توان به طور محسوسی شکل سلول های خورشیدی را تغییر دهد. دانشمندان یقینا می توانند “آنتن های نوری “( تیر نازکی که می تواند نور را از تمام جهات جذب کند) را بسازند که می تواند یک پیشرفت برای صفحه های مخابراتی تخت و وسیع امروزی برای جذب نور در یک صفحه محسوب شود.
تیم UCLA کریستال های تترانیلین را از لایه هایی به طور عمودی پرورش داد که کریستال ها به جای خوابیدن روی هم مانند نیزه بلند شدند که این اتفاق با استفاده از تکنیک های جاری انجام شد. آنها کریستال ها را در محلولی با استفاده از زیر لایه ای از جنس گرافین, (یک نانو متریال متشکل از گرافیت بسیار نازک ) با ضخامت در حد یک اتم پرورش دادند. دانشمندان قبلا کریستال های عمودی مواد نیمه رسانا ی غیر ارگانیک شامل سیلیکون را پرورش داده بودند, اما انجام این کار در حالت ارگانیک سخت تر بود.
دستگاه های مانند سلول های خورشیدی و سنسور های نوری در صورتی که کریستال ها عمودی رشد کنند بهتر کار کی کنند چون کریستال های عمودی می توانند فشرده تر در نیمه رسانا ها کنار هم قرار بگیرند. که این کار آنها را در زمینه کنترل جریان الکتریکی قوی تر و کارآمد تر می کنند.
یو جسیکا ونگ, دانشجوی سابق دکترای UCLA که در حال حاضر دوره فوق دکترای خود را در دانشگاه استندفورد می گذراند, همچنین نویسنده ارشد این پژوهش گفت: ” این کریستال ها را می توان با میزی پر از لیوان هایی پر از مداد ها با دامنه پراکنده هستند “. جهت گیری عمودی می تواند فضای زیادی را از تلف شدن نجات دهند و می تواند همچنین کوچکتر, کارآمد تر در زمینه الکترونیک در آینده ی نزدیک باشد.
اولین باری که کینر و همکارانش فهمیدند که می توانند محلول تترانیلین را طوری هدایت کنند که کریستال های عمودی رشد کنند, آنها روش یک مرحله ای را برای رشد با نظم بالا را توسعه دادند که کریستال ها را برای نیمه هادی های مختلف به طور عمودی با استفاده از همان لایه گرافین تنظیم می کرد.
ونگ گفت: ” کلید کار, کشف واکنش ها بین نیمه هادی های ارگانیک و گرافین در محیط های محلولی مختلف بود. اولین بار که ما این مکانیزم پیچیده را فهمیدیم, پرورش کریستال ها ی ارگانیک عمودی کار ساده ای شد “.
کینر گفت که محققان همچنین فایده دیگری از لایه گرافین را کشف کردند.
او گفت: ” این تکنیک به ما اجازه داد که کریستال ها را هر کجا که می خواهیم تکثیر کنیم. شما می توانید با این کریستال های نیمه رسانا دستگاه های الکترونیکی بسازید و این کریستال ها را در شبکه های پیچیده لازم برای دستگاه خود رشد دهید .برای مثال ترانزیستور های نازک لایه ای یا دیود های تشعشع نوری. “

درباره نویسنده

پوریا صادقلو

دیدگاه شما چیست