लचीली स्क्रीन और ग्राफीन पारदर्शी फोन- स्मार्टफोन प्रौद्योगिकी का भविष्य

उच्च-गुणवत्ता, परमाणु रूप से पतले ग्राफीन की बड़ी चादरें बनाने का एक नया तरीका अल्ट्रालाइट, लचीली सौर कोशिकाओं और प्रकाश उत्सर्जक उपकरणों और अन्य पतली-फिल्म इलेक्ट्रॉनिक्स के नए वर्ग का कारण बन सकता है।

नई निर्माण प्रक्रिया, जो एमआईटी विकसित करती है और औद्योगिक उत्पादन के लिए अपेक्षाकृत आसान होनी चाहिए, में "बफर" सामग्री की एक मध्यवर्ती परत शामिल होती है जो तकनीक की सफलता के लिए महत्वपूर्ण है। स्पंज अल्ट्रा-थिन ग्रेफीन शीट, एक नैनोमीटर (एक मीटर के अरबवें हिस्से) से भी कम मोटी, को आसानी से अपने सब्सट्रेट से उठाने की अनुमति देता है, जिससे तेजी से रोल-टू-रोल निर्माण होता है।

प्रक्रिया 4 जून, 2020 को प्रकाशित एक पेपर में विस्तृत है, एमआईटी पोस्टडॉक्स जियोवन्नी अज़ेलिनो और महदी तवाकोली द्वारा उन्नत कार्यात्मक सामग्री में; प्रोफेसर जिंग कांग, टॉमस पलासियोस और मार्कस ब्यूहलर; और अन्य पाँच MIT में।

पतले, पारदर्शी, बड़े क्षेत्र वाले इलेक्ट्रोड बनाने का तरीका खोजना जो मुक्त हवा में स्थिर हैं, हाल के वर्षों में पतली फिल्म इलेक्ट्रॉनिक्स में एक प्रमुख खोज रही है, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए, ऐसी चीजें जो प्रकाश का उत्सर्जन करती हैं, जैसे कंप्यूटर और स्मार्टफोन स्क्रीन, या इसे फसल, सौर कोशिकाओं के रूप में। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए वर्तमान मानक इंडियम टिन ऑक्साइड (आईटीओ) है, जो दुर्लभ और महंगे रासायनिक तत्वों पर आधारित सामग्री है

कई शोध समूहों ने कार्बनिक और अकार्बनिक उम्मीदवार सामग्री पर ध्यान केंद्रित करते हुए आईटीओ के प्रतिस्थापन को खोजने के लिए काम किया है। ग्राफीन शुद्ध कार्बन का एक रूप है जिसके परमाणु समतल हेक्सागोनल मैट्रिक्स में व्यवस्थित होते हैं; इसमें बहुत अच्छे विद्युत और यांत्रिक गुण हैं लेकिन यह बेहद पतला, शारीरिक रूप से लचीला है, और प्रचुर मात्रा में और सस्ती सामग्री से बना है। इसे रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) द्वारा बड़ी चादरों के रूप में आसानी से उगाया जा सकता है, तांबे का उपयोग बीज कोट के रूप में किया जाता है, जैसा कि कोंग के समूह ने दिखाया है। हालांकि, उपकरण अनुप्रयोगों के लिए, सबसे पेचीदा हिस्सा सीवीडी-विकसित ग्राफीन को उसके मूल तांबे के सब्सट्रेट से मुक्त करने के तरीके ढूंढ रहा है।

यह रिलीज, जिसे ग्राफीन ट्रांसफर प्रक्रिया के रूप में जाना जाता है, फिल्म की निरंतरता को बाधित करते हुए, शीट में आँसू, झुर्रियाँ और दोषों का एक नेटवर्क उत्पन्न करती है और इसलिए, इसकी विद्युत चालकता को काफी कम कर देती है। कुंजी बफर परत है, जो पैरीलीन नामक एक बहुलक सामग्री से बनी होती है, जो परमाणु स्तर पर ग्राफीन की चादरों के अनुरूप होती है, जिस पर इसे तैनात किया जाता है। ग्राफीन की तरह, सीवीडी का उपयोग करके पैरीलीन का उत्पादन किया जाता है, जो निर्माण प्रक्रिया और मापनीयता को सरल करता है।

इस तकनीक के एक प्रदर्शन के हिस्से के रूप में, टीम ने प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट सोलर सेल का निर्माण किया, जिसमें एक पतली-फिल्म पॉलीमेरिक सोलर सेल सामग्री को अपनाया गया, साथ ही सेल के दो इलेक्ट्रोड में से एक के लिए नई बनाई गई ग्रेफीन परत और एक पैरीलीन परत थी। डिवाइस के लिए सब्सट्रेट के रूप में भी कार्य करता है। उन्होंने दृश्य प्रकाश के तहत ग्राफीन फिल्म के लिए लगभग 90 प्रतिशत ऑप्टिकल संप्रेषण को मापा। भिगोने वाली सामग्री, पारिलीन, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है, आमतौर पर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को घेरने और उनकी रक्षा करने के लिए। तो सामग्री का उपयोग करने के लिए आपूर्ति श्रृंखला और उपकरण पहले से ही बहुत फैले हुए हैं।

निर्माता सक्रिय रूप से इन अवधारणाओं की खोज और विकास कर रहे हैं, और हम इन सुविधाओं को शामिल करने वाले कुछ वाणिज्यिक उत्पादों को देखने लगे हैं। हालाँकि, स्मार्टफोन बाजार में इन तकनीकों के आम होने से पहले स्थायित्व, लागत और मापनीयता के मामले में अभी भी कई चुनौतियाँ हैं।