ट्रांजिस्टर के संचालन के दौरान, एक होल चैनल बनता है, जबकि एक धनायन-प्रेरित विद्युत दोहरी परत बनती है।
सियोल नेशनल यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने एक अति-निम्न-वोल्टेज इलेक्ट्रोकेमिकल ऑर्गेनिक लाइट-एमिटिंग ट्रांजिस्टर विकसित किया है जो एक ही सेमीकंडक्टर डिवाइस में सिग्नल प्रोसेसिंग, मेमोरी और प्रकाश उत्सर्जन को एक साथ अंजाम दे सकता है। लाइट-एमिटिंग पॉलीमर सेमीकंडक्टर चैनल में आयन-ट्रांसपोर्ट एन्हांसर को शामिल करके, टीम ने ड्रेन इलेक्ट्रोड इंटरफ़ेस पर इलेक्ट्रिक-डबल-लेयर का निर्माण संभव बनाया, जिससे पारंपरिक तरीकों में उपयोग किए जाने वाले उच्च वोल्टेज या अस्थिर एन-टाइप डोपिंग पर निर्भर किए बिना कुशल इलेक्ट्रॉन इंजेक्शन संभव हो सका।
परिणामस्वरूप, इस उपकरण ने कम वोल्टेज संचालन और व्यापक, स्थानिक रूप से सीमित प्रकाश उत्सर्जन, साथ ही न्यूरोमॉर्फिक सिग्नल-प्रोसेसिंग कार्यक्षमता को प्राप्त करते हुए एक सरल एकल-सक्रिय-परत संरचना को बनाए रखा।
यह शोध कार्य नेचर मैटेरियल्स नामक पत्रिका में प्रकाशित हुआ है।
स्मार्टवॉच और स्मार्ट ग्लास से आगे बढ़कर, पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स तेजी से अगली पीढ़ी के उपयोगकर्ता-अनुकूल प्लेटफार्मों में विकसित हो रहे हैं, और भविष्य में इनका विस्तार त्वचा पर पहनने योग्य और प्रत्यारोपण योग्य उपकरणों की ओर होगा।
विशेष रूप से, त्वचा पर पहनने योग्य उपकरण, साथ ही एकीकृत अर्धचालक प्रौद्योगिकियां जो एक ही प्लेटफॉर्म में संवेदन, सिग्नल प्रोसेसिंग, मेमोरी और डिस्प्ले कार्यों को जोड़ती हैं, अगली पीढ़ी की स्वास्थ्य देखभाल और भविष्य के इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग के लिए प्रमुख सक्षम प्रौद्योगिकियों के रूप में मानी जाती हैं।
हाल ही में, पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स ने साधारण बायोसिग्नल डिटेक्शन से आगे बढ़कर वास्तविक समय सिग्नल प्रोसेसिंग और विज़ुअलाइज़ेशन की दिशा में प्रगति की है।
हालांकि, अब तक इन कार्यों को आमतौर पर अलग-अलग जुड़े उपकरणों का उपयोग करके कार्यान्वित किया जाता रहा है, जिसके परिणामस्वरूप जटिल संरचनाएं, भारी और कठोर घटक तथा उच्च ऊर्जा खपत होती है। इसलिए, एक सरल उपकरण संरचना के भीतर कई कार्यों को एकीकृत करना एक बड़ी चुनौती बन गया है।
1. वर्तमान उपकरण क्यों अपर्याप्त हैं?
ऑर्गेनिक लाइट-एमिटिंग ट्रांजिस्टर अगली पीढ़ी के पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए आशाजनक उम्मीदवारों के रूप में ध्यान आकर्षित कर रहे हैं क्योंकि वे एक ही उपकरण में ट्रांजिस्टर और लाइट-एमिटिंग डायोड के कार्यों को संयोजित कर सकते हैं।
हालांकि, पार्श्व इलेक्ट्रोड संरचना वाले पारंपरिक कार्बनिक ट्रांजिस्टर को इलेक्ट्रोड के बीच लंबी दूरी और बड़े इलेक्ट्रॉन-इंजेक्शन अवरोध के कारण 80 से 180 वोल्ट के उच्च परिचालन वोल्टेज की आवश्यकता होती है।
यहां तक कि जब ऑपरेटिंग वोल्टेज को कम करने के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल आयन डोपिंग का उपयोग किया जाता है, तब भी 3.5 वोल्ट से अधिक की आवश्यकता होती है, और उत्सर्जन क्षेत्र संकीर्ण और अस्थिर रहता है, जो वास्तविक डिस्प्ले और बुद्धिमान पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में व्यावहारिक उपयोग को सीमित करता है।
2. नया ट्रांजिस्टर कैसे काम करता है
शोध दल ने एक अति निम्न-वोल्टेज इलेक्ट्रोकेमिकल ऑर्गेनिक लाइट-एमिटिंग ट्रांजिस्टर विकसित किया है जो एक ही ऑर्गेनिक ट्रांजिस्टर के भीतर सिग्नल प्रोसेसिंग, मेमोरी और प्रकाश उत्सर्जन को एकीकृत करता है।
इलेक्ट्रोड इंटरफ़ेस पर विद्युत-दोहरी परत के निर्माण को प्रेरित करने के लिए सक्रिय परत में एक आयन-परिवहन वर्धक को शामिल करके, टीम ने पारंपरिक दृष्टिकोणों में उपयोग किए जाने वाले उच्च वोल्टेज या अस्थिर डोपिंग पर निर्भर किए बिना कुशल इलेक्ट्रॉन इंजेक्शन के लिए एक नया तंत्र पेश किया।
इससे 3.5 वोल्ट से कम वोल्टेज पर भी प्रकाश उत्सर्जन संभव हो सका, जिसे पहले संचालन के लिए बहुत कम माना जाता था, साथ ही एक विस्तृत और स्थिर उत्सर्जन क्षेत्र को बनाए रखा गया।
इस उपकरण ने सिग्नल प्रोसेसिंग और मेमोरी संबंधी विशेषताओं का भी प्रदर्शन किया, जिसमें बार-बार उत्तेजनाओं के तहत प्रतिक्रियाएं संचित होती हैं और समय के साथ बरकरार रहती हैं, और इसे केवल दो 1.5 वोल्ट की बैटरी द्वारा संचालित एक लचीली पहनने योग्य डिस्प्ले प्रणाली में आगे प्रदर्शित किया गया था।
यह अध्ययन दर्शाता है कि एक सरल एकल-सक्रिय-परत संरचना में भी स्थिर प्रकाश उत्सर्जन और बुद्धिमान कार्यक्षमता को एक साथ प्राप्त किया जा सकता है, जिससे पहनने योग्य अनुप्रयोगों के लिए कार्बनिक ट्रांजिस्टर की क्षमता का काफी विस्तार होता है।
3. पहनने योग्य उपकरणों पर संभावित प्रभाव
यह अध्ययन इस मायने में महत्वपूर्ण है कि यह सिग्नल प्रोसेसिंग, मेमोरी और प्रकाश उत्सर्जन को एक ही उपकरण में एकीकृत करता है, जिससे पारंपरिक पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों की सीमाएं कम हो जाती हैं, जिनमें कई अलग-अलग घटकों को निर्मित और परस्पर जोड़ने की आवश्यकता होती है।
विशेष रूप से, इनपुट उत्तेजनाओं के प्रति संचयी और प्रतिधारणीय प्रतिक्रियाओं को प्रदर्शित करके, यह अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक्स की क्षमता को उजागर करता है जो सूचना को संसाधित कर सकते हैं और प्रकाश के माध्यम से परिणाम को तुरंत प्रदर्शित कर सकते हैं।
जहां पारंपरिक पहनने योग्य उपकरण उपयोगकर्ताओं के लिए चलते-फिरते समय वास्तविक समय में मापे गए संकेतों की जांच करना मुश्किल बनाते हैं, वहीं यह तकनीक वास्तविक समय की निगरानी और तत्काल सूचना वितरण की ओर इशारा करती है।
यह उम्मीद की जाती है कि इसका विस्तार पुनर्वास, आपातकालीन रोगी देखभाल, व्यायाम निगरानी, त्वचा पर लगाए जाने वाले इलेक्ट्रॉनिक्स और स्मार्ट स्वास्थ्य देखभाल जैसे अनुप्रयोगों तक किया जाएगा, और यह संबंधित उद्योगों के लिए एक प्रमुख सहायक तकनीक के रूप में काम कर सकता है।
प्रोफेसर ताए-वू ली ने 2026 में साइंस और नेचर में लगातार प्रकाशनों के माध्यम से विश्व-अग्रणी अनुसंधान प्रतिस्पर्धा का प्रदर्शन किया है।
यह कार्य प्रकाश उत्सर्जन, सिग्नल प्रोसेसिंग और मेमोरी कार्यात्मकताओं को कम वोल्टेज पर एक ही अर्धचालक उपकरण में एकीकृत करके पारंपरिक प्रकाश उत्सर्जक उपकरणों से आगे जाता है, जो अगली पीढ़ी के बुद्धिमान पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक नई दिशा प्रस्तुत करता है।
इस अध्ययन का नेतृत्व करने वाले प्रोफेसर ताए-वू ली ने कहा, "यह कार्य विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि यह दर्शाता है कि प्रसंस्करण, मेमोरी और डिस्प्ले इकाइयों को अलग से बनाने और जोड़ने की आवश्यकता के बिना, सभी कार्यों को एक ही अर्धचालक उपकरण के भीतर एकीकृत किया जा सकता है।"
उन्होंने आगे कहा, "भविष्य में, हम इस तकनीक को और विकसित करके एक ऑन-स्किन सेमीकंडक्टर प्लेटफॉर्म बनाने की योजना बना रहे हैं, जो बुद्धिमान कृत्रिम त्वचा और पहनने योग्य स्वास्थ्य देखभाल के लिए लागू हो सके।"
यह तकनीक इस मायने में भी महत्वपूर्ण है कि यह एक ही कम वोल्टेज वाले अर्धचालक उपकरण में बहुकार्यक्षमता का प्रदर्शन करके पारंपरिक प्रकाश उत्सर्जक अर्धचालकों से आगे निकल जाती है।
इस लिहाज से, यह त्वचा पर पहने जाने वाले बुद्धिमान इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए एक नई दिशा प्रस्तुत करता है जो मनुष्यों और मशीनों के बीच वास्तविक समय में बातचीत को सक्षम बनाता है।
पोस्ट करने का समय: 22 जून 2026