IIT-G ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए पेरोसाइट नैनोक्रिस्टल पर करता है काम

डॉ तुषार देबनाथ, रामानुजन फैकल्टी, सेंटर फॉर नैनोटेक्नोलॉजी के नेतृत्व में भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान (आईआईटी) गुवाहाटी की एक शोध टीम ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए पेरोसाइट नैनोक्रिस्टल को फाइन-ट्यून करने के लिए नए तरीकों की खोज कर रही है।

इस विषय पर हाल ही में एक समीक्षा और आउटलुक पेपर केमिस्ट्री-ए यूरोपियन जर्नल में प्रकाशित हुआ है, जिसके सह-लेखक डॉ. देबनाथ और उनके शोध विद्वान अविक दास हैं।

सौर कोशिकाओं और प्रकाश उत्सर्जक उपकरणों में उपयोग के लिए सामग्री विकसित करने में पूरी दुनिया में व्यापक शोध हो रहा है। कई सामग्रियों का विकास किया जा रहा है, पेरोसाइट्स सबसे आम हैं। Perovskites क्रिस्टल का एक परिवार है जिसमें ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुण होते हैं जो प्रकाश उत्सर्जक और प्रकाश-अवशोषित अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होते हैं। Perovskite nanocrystals (PNCs) - क्रिस्टल जो एक मानव बाल की चौड़ाई से एक लाख गुना छोटे होते हैं - विशेष रूप से उनके विशिष्ट ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुणों जैसे ट्यून करने योग्य बैंडगैप, संकीर्ण उत्सर्जन और मजबूत प्रकाश-अवशोषण गुणांक के कारण बड़े पैमाने पर खोजे जा रहे हैं।

वादे के बावजूद, सौर कोशिकाओं और प्रकाश उत्सर्जक अनुप्रयोगों में पेरोसाइट नैनोक्रिस्टल का उपयोग हवा और नमी में उनकी खराब स्थिरता से बाधित हुआ है। जबकि कई शोध समूह पेरोसाइट नैनोक्रिस्टल की जल संवेदनशीलता पर काबू पाने की दिशा में काम कर रहे हैं, आईआईटी गुवाहाटी टीम ने उन तरीकों का अध्ययन किया जिसमें पानी की संवेदनशीलता का रचनात्मक उपयोग किया जा सकता है।

टीम ने स्थिर और उज्ज्वल पीएनसी का उत्पादन करने के लिए जल-ट्रिगर रासायनिक परिवर्तन को इंजीनियर करने के लिए पर्कोव्साइट क्रिस्टल संरचना की अत्यधिक आयनिक प्रकृति का लाभ उठाया। उन्होंने जलीय और गैर-जलीय चरणों के बीच पारस्परिक रसायन शास्त्र और पानी और पेरोसाइट नैनोक्रिस्टल के बीच बातचीत पर डोपिंग के प्रभाव पर पहले के शोध की समीक्षा की है।

अपने शोध के बारे में बात करते हुए, डॉ तुषार देबनाथ ने कहा, "हमारी समीक्षा से पता चलता है कि अगर हम इसे ठीक से उपयोग कर सकते हैं और कई इंजीनियर संरचनाओं के विकास के लिए नेतृत्व कर सकते हैं तो पानी पर्कोसाइट्स के लिए 'अच्छा' हो सकता है।"

हाल ही में प्रकाशित समीक्षा पत्र में, लेखकों ने विभिन्न तरीकों पर चर्चा की है जिसके द्वारा पानी का उपयोग पेरोसाइट में संरचनात्मक और रूपात्मक परिवर्तन लाने के लिए किया जा सकता है, जिससे इसकी स्थिरता और ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक गुण बढ़ जाते हैं।

शोधकर्ताओं ने विभिन्न जल-ट्रिगर दृष्टिकोणों का प्रस्ताव दिया है जिन्हें आसानी से विभिन्न रचनाओं के साथ कई पेरोसाइट्स को तैयार करने और कई पेरोसाइट हेटरोस्ट्रक्चर बनाने के लिए बढ़ाया जा सकता है। इसके अलावा, डोप्ड पेरोसाइट नैनोक्रिस्टल के ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक गुणों को जल-सहायता वाले लिगैंड शटलिंग दृष्टिकोण द्वारा ट्रिगर किया जा सकता है। इस तरह के दृष्टिकोण से न केवल ऑप्टिकल गुणों की अनुकूलता बढ़ेगी बल्कि पानी और नमी के खिलाफ स्थिरता भी बढ़ेगी।

IIT गुवाहाटी के वैज्ञानिकों द्वारा की गई समीक्षा इस क्षेत्र में भविष्य के अनुसंधान के लिए दिशा प्रदान करती है, जिनमें से कुछ वे वर्तमान में अपना रहे हैं।