مهندسان نیمه هادی ساخته شده از یک ماده هیبریدی انعطاف پذیر نازک را اختراع کرده اند که می تواند در آینده نزدیک برای نمایشگرهای دستگاه های الکترونیکی استفاده شود.
مهندسان شرکت های بزرگ به دنبال طراحی صفحه نمایش تاشو و انعطاف پذیر برای الکترونیک بوده اند دستگاه مثل کامپیوتر و موبایل هدف، صفحه نمایشی است که مانند کاغذ به نظر می رسد، یعنی قابل خم شدن است، اما به صورت الکترونیکی نیز کار می کند. سامسونگ، یکی از بزرگترین تولید کنندگان تلفن همراه در جهان، به احتمال زیاد به زودی یک تلفن همراه منعطف را روانه بازار خواهد کرد. آنها انعطاف پذیری را توسعه داده اند سازمانی پانل دیود ساطع نور (OLED) که دارای سطح نشکن است. سبک وزن اما سخت و مستحکم است و می تواند دمای بالا را تحمل کند. قابل توجه ترین ویژگی آن این است که این صفحه نمایش در صورت سقوط دستگاه نمی شکند یا آسیب نمی بیند - بزرگترین چالشی که امروزه طراحان نمایشگر تلفن همراه با آن مواجه هستند. یک صفحه نمایش LCD معمولی حتی زمانی که خم می شود به نمایش خود ادامه می دهد، اما مایع درون آن ناهم تراز می شود و بنابراین یک تصویر مخدوش نمایش داده می شود. صفحه نمایش OLED منعطف جدید می تواند بدون ایجاد اعوجاج در صفحه نمایش خم یا خمیده شود، با این حال، هنوز به طور کامل تاشو نخواهد بود. این انعطاف‌پذیری را می‌توان با استفاده از نانوسیم‌های انعطاف‌پذیرتر در آینده افزایش داد. صفحه نمایش دیود ساطع کننده نور نقطه کوانتومی به دلیل استفاده از نانو کریستال ها برای تولید نور تیز با کیفیت بالا انعطاف پذیرتر است. نمایشگرها همچنان باید در شیشه یا مواد دیگر برای محافظت محصور شوند.
یک ماده جدید برای ساخت صفحه نمایش های انعطاف پذیر
در مطالعه اخیر منتشر شده در مواد پیشرفته مهندسان دانشگاه ملی استرالیا (ANU) برای اولین بار نیمه هادی ساخته شده از آن را توسعه دادند سازمانی و مواد معدنی که به طور موثر الکتریسیته را به نور تبدیل می کند. این نیمه هادی فوق العاده نازک و بسیار انعطاف پذیر است و آن را منحصر به فرد می کند. این سازمانی بخشی از دستگاه، بخش مهمی از نیمه هادی دارای ضخامت تنها یک اتم است. قسمت معدنی نیز کوچک است و ضخامت آن حدود دو اتم است. این ماده با فرآیندی به نام "رسوب بخار شیمیایی" ساخته شده است، شبیه به ساختن یک ساختار سه بعدی از یک توصیف دو بعدی. نیمه هادی را نمی توان با چشم غیرمسلح دید، بین الکترودهای طلا بر روی تراشه ای به اندازه 3 سانتی متر در 2 سانتی متر با یک ترانزیستور کاربردی قرار دارد. یکی از این تراشه ها می تواند هزاران مدار ترانزیستور را در خود جای دهد. الکترود به عنوان نقطه ورودی و خروجی برق عمل می کند. هنگامی که ساخته شد خواص نوری الکترونیکی و الکتریکی مواد مشخص شد. این ساختار ترکیبی از سازمانی و اجزای غیر آلی الکتریسیته را به نور تبدیل می‌کند که سپس روی تلفن‌های همراه، تلویزیون و سایر دستگاه‌ها نمایش داده می‌شود. انتشار نور برای نمایشگرهای با وضوح بالاتر واضح تر و بهتر است.
چنین ماده ای را می توان در آینده نزدیک برای خم شدن دستگاه ها استفاده کرد - مثلاً تلفن های همراه. آسیب دیدن صفحه نمایش یا صفحه نمایش در تلفن های همراه بسیار رایج است و این مواد می توانند به کمک بیایند. با افزایش محبوبیت و تقاضای تلفن‌های هوشمند با صفحه نمایش بزرگتر، نیاز روز این است که دوام داشته باشند به طوری که صفحه نمایش مستعد خراشیدگی یا شکستگی یا افتادن و غیره نباشد. ساختار هیبریدی از نظر کارایی نسبت به نیمه‌رساناهای سنتی که تماما از سیلیکون ساخته شده است. از این ماده می توان برای ساخت صفحه نمایش برای تلفن های همراه، تلویزیون، کنسول های دیجیتال و غیره استفاده کرد و شاید یک روز کامپیوتر بسازد و یا یک تلفن همراه را به استحکام یک ابر کامپیوتر بسازد. محققان در حال حاضر روی تولید این نیمه هادی در مقیاس بزرگتر کار می کنند تا بتوان آن را تجاری کرد.
مقابله با زباله های الکترونیکی
تخمین زده می شود که در سال 2018 در مجموع تقریبا 50 میلیون تن زباله الکترونیکی (e-waste) تولید شود و مقدار بسیار محدودی بازیافت شود. زباله های الکترونیکی وسایل و تجهیزات الکترونیکی هستند که عمرشان به پایان رسیده است و باید دور انداخته شوند، از جمله کامپیوترهای قدیمی، تجهیزات الکترونیکی اداری یا سرگرمی، تلفن همراه، تلویزیون و غیره. حجم انبوه زباله های الکترونیکی تهدیدی بزرگ برای محیط زیست است. و موظف است صدمات جبران ناپذیری به منابع طبیعی و محیط اطراف ما وارد کند. این کشف نقطه شروعی برای طراحی دستگاه های الکترونیکی است که عملکرد بالایی دارند اما از آن ساخته شده اند سازمانی مواد زیستی اگر تلفن‌های همراه از مواد انعطاف‌پذیر ساخته می‌شدند، بازیافت آنها آسان‌تر بود. این امر باعث کاهش تولید زباله های الکترونیکی سالانه در سراسر جهان می شود.
آینده دستگاه های الکترونیکی تاشو و انعطاف پذیر بسیار هیجان انگیز خواهد بود. مهندسان در حال حاضر به نمایشگرهای قابل چرخش فکر می کنند که دستگاه ها را می توان مانند یک اسکرول جمع کرد. پیشرفته ترین نوع صفحه نمایشی است که می تواند مانند کاغذ تا شود، منحنی شود یا حتی خرد شود، اما می تواند به نمایش تصاویر منظم ادامه دهد. زمینه دیگر استفاده از مواد "آکستتیک" است که با کشیده شدن ضخیم تر می شوند و می توانند تاثیرات انرژی بالا را جذب کرده و برای اصلاح هر گونه اعوجاجی خود را تغییر دهند. چنین دستگاه هایی سبک وزن و در عین حال انعطاف پذیر خواهند بود.
***
{شما می‌توانید مقاله پژوهشی اصلی را با کلیک بر روی پیوند DOI که در فهرست منابع ذکر شده در زیر آمده است بخوانید}
منبع (ها)
شارما آ و همکاران 2018. پمپاژ اکسایتون کارآمد و وابسته به لایه در ساختارهای ناهمسان آلی-غیر آلی از نظر اتمی نازک نوع I. مواد پیشرفته. 30 (40).
https://doi.org/10.1002/adma.201803986
***
