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नई पारदर्शी पतली फिल्म सामग्री की खोज इलेक्ट्रॉनिक्स और सौर कोशिकाओं में सुधार हो सकता है

May 12, 2017

यूनिवर्सिटी ऑफ़ मिनेसोटा के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक नैनो पतली पतली फिल्म सामग्री की खोज की है, जिसमें इसकी कक्षा में सबसे ज्यादा चालकता है। नई सामग्री छोटे, तेज, और अधिक शक्तिशाली इलेक्ट्रॉनिक्स, और साथ ही अधिक कुशल सौर कोशिकाओं तक पहुंच सकती है।

प्राकृतिक प्रकृति के सभी क्षेत्रों से उच्च गुणवत्ता वाले अनुसंधानों को प्रकाशित करने वाली एक खुली पहुंच पत्र प्रकृति संचार में प्रकाशित की जा रही है।

शोधकर्ताओं का कहना है कि क्या इस नई सामग्री को इतना अनोखा बनाता है कि इसकी एक उच्च चालकता है, जो इलेक्ट्रॉनिक्स को अधिक बिजली बनाने और अधिक शक्तिशाली बनाने में मदद करता है। लेकिन सामग्री की एक विस्तृत बैंडगैप भी है, जिसका मतलब है कि प्रकाश आसानी से इसे ऑप्टिकली पारदर्शी बनाने वाली सामग्री के माध्यम से पार कर सकता है। ज्यादातर मामलों में, व्यापक बैंडगैप वाली सामग्री में आमतौर पर कम चालकता या खराब पारदर्शिता होती है।

"उच्च चालकता और विस्तृत बैंडगैप ऑप्टिकली पारदर्शी संचालन करने वाली फिल्म बनाने के लिए यह एक आदर्श सामग्री बनाते हैं जिसका उपयोग उच्च विद्युत इलेक्ट्रॉनिक्स, इलेक्ट्रॉनिक डिस्प्ले, टचस्क्रीन और यहां तक कि सौर कोशिकाओं सहित इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के विभिन्न प्रकारों में किया जा सकता है जिसमें प्रकाश को पार किया जाना चाहिए उपकरण, "ने कहा कि भारत जालन, मिनेसोटा के एक रसायन विज्ञान और सामग्री विज्ञान के प्रोफेसर और अध्ययन पर प्रमुख शोधकर्ता।

वर्तमान में, हमारे इलेक्ट्रॉनिक्स में अधिकांश पारदर्शी कंडक्टर ईण्डीयुम नामक एक रासायनिक तत्व का उपयोग करते हैं। पिछले कुछ वर्षों में ईण्डीयुम की कीमत काफी बढ़ गई है जो कि वर्तमान प्रदर्शन प्रौद्योगिकी की लागत को बढ़ाती है। नतीजतन, ईण्डीयुम-आधारित पारदर्शी कंडक्टर की तुलना में वैकल्पिक सामग्रियों को खोजने के लिए काफी प्रयास किया गया है जो काम करता है या इससे भी बेहतर है।

इस अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने एक समाधान पाया उन्होंने एक उपन्यास संश्लेषण पद्धति का उपयोग करते हुए एक नया पारदर्शी संचालन पतली फिल्म विकसित की, जिसमें उन्होंने बासनओ 3 पतली फिल्म (बेरियम, टिन और ऑक्सीजन का एक संयोजन, जिसे बेरियम स्टैनेट कहा गया) का विकास किया, लेकिन टिन के रासायनिक अग्रदूत के साथ मौलिक टिन स्रोत को बदल दिया। टिन के रासायनिक अग्रदूत के पास अद्वितीय, कट्टरपंथी गुण हैं, जो रासायनिक प्रतिक्रिया को बढ़ाते हैं और धातु ऑक्साइड गठन प्रक्रिया में काफी सुधार करते हैं। दोनों बेरियम और टिन ईण्डीयुम से काफी सस्ता हैं और बहुतायत से उपलब्ध हैं।

कागज के पहले लेखक मिनेसोटा के रसायन इंजीनियरिंग और सामग्री विज्ञान स्नातक छात्र अभिनव प्रकाश ने कहा, "हम काफी आश्चर्यचकित थे कि इस अपरंपरागत दृष्टिकोण ने पहली बार टिन के रासायनिक अग्रदूत का उपयोग कैसे किया," "यह एक बड़ा खतरा था, लेकिन यह हमारे लिए काफी बड़ी सफलता थी।"

जालान और प्रकाश ने कहा कि इस नई प्रक्रिया ने उन्हें इस सामग्री को मोटाई, संरचना, और दोष की एकाग्रता पर अभूतपूर्व नियंत्रण के साथ बनाने की इजाजत दी है और यह प्रक्रिया कई अन्य सामग्री प्रणालियों के लिए बेहद उपयुक्त होनी चाहिए जहां तत्व ऑक्सीडाइज करना कठिन है। नई प्रक्रिया भी प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य और स्केलेबल है।

उन्होंने आगे कहा कि यह सुधारित दोष एकाग्रता के साथ संरचनात्मक रूप से बेहतर गुणवत्ता है जिससे उन्हें सामग्री में उच्च चालकता की खोज करने की अनुमति मिल गई। उन्होंने कहा कि अगले कदम परमाणु पैमाने पर दोष कम करना जारी रखना है।

"हालांकि इस सामग्री में एक ही सामग्री वर्ग के भीतर उच्चतम चालकता है, इसके अलावा, इसके अलावा, नए भौतिकी की खोज के लिए बकाया क्षमता के लिए बहुत कुछ कमरा है, अगर हम दोष कम करते हैं। हमारा अगला लक्ष्य है," जालान ने कहा।