ट्रान्जिस्टर सञ्चालनको क्रममा, एउटा प्वाल च्यानल बन्छ, जबकि क्याशन-प्रेरित विद्युतीय डबल तह
सियोल राष्ट्रिय विश्वविद्यालयका अनुसन्धानकर्ताहरूले एक अल्ट्रा-लो-भोल्टेज इलेक्ट्रोकेमिकल जैविक प्रकाश-उत्सर्जक ट्रान्जिस्टर विकास गरेका छन् जसले एकल अर्धचालक उपकरण भित्र सिग्नल प्रशोधन, मेमोरी र प्रकाश उत्सर्जन एकैसाथ गर्न सक्छ। प्रकाश-उत्सर्जक पोलिमर अर्धचालक च्यानलमा आयन-ट्रान्सपोर्ट एन्हान्सर परिचय गरेर, टोलीले ड्रेन इलेक्ट्रोड इन्टरफेसमा इलेक्ट्रिक-डबल-लेयर गठन सक्षम बनायो, जसले परम्परागत दृष्टिकोणहरूमा प्रयोग हुने उच्च भोल्टेज वा अस्थिर एन-टाइप डोपिङमा भर नपरिकन कुशल इलेक्ट्रोन इंजेक्शनलाई अनुमति दियो।
फलस्वरूप, उपकरणले न्यूरोमोर्फिक सिग्नल-प्रशोधन कार्यक्षमताको साथसाथै कम-भोल्टेज सञ्चालन र फराकिलो, स्थानिय रूपमा पिन गरिएको प्रकाश उत्सर्जन दुवै प्राप्त गर्दै एक साधारण एकल-सक्रिय-तह संरचना कायम राख्यो।
यो काम नेचर मटेरियल्स जर्नलमा प्रकाशित छ।
पहिरनयोग्य इलेक्ट्रोनिक्सहरू स्मार्टवाच र स्मार्ट चश्माभन्दा बाहिर अर्को पुस्ताको प्रयोगकर्ता-मैत्री प्लेटफर्महरूमा द्रुत गतिमा विकसित हुँदैछन्, भविष्यमा छालामा र इम्प्लान्टेबल उपकरणहरूमा विस्तार हुँदैछ।
विशेष गरी, छालामा लगाउन मिल्ने उपकरणहरू, एकीकृत अर्धचालक प्रविधिहरू सहित जसले एउटै प्लेटफर्ममा सेन्सिङ, सिग्नल प्रशोधन, मेमोरी र डिस्प्ले प्रकार्यहरू संयोजन गर्दछ, अर्को पुस्ताको स्वास्थ्य सेवा र भविष्यको इलेक्ट्रोनिक्स उद्योगको लागि प्रमुख सक्षम प्रविधिहरूको रूपमा मानिन्छ।
हालसालै, पहिरनयोग्य इलेक्ट्रोनिक्सले साधारण बायोसिग्नल पत्ता लगाउने भन्दा बाहिर वास्तविक-समय सिग्नल प्रशोधन र दृश्यीकरण तर्फ अगाडि बढेको छ।
यद्यपि, अहिलेसम्म, यी प्रकार्यहरू सामान्यतया छुट्टाछुट्टै जडान गरिएका उपकरणहरू प्रयोग गरेर कार्यान्वयन गरिएको छ, जसको परिणामस्वरूप जटिल संरचनाहरू, भारी र कठोर घटकहरू, र उच्च ऊर्जा खपत हुन्छ। त्यसकारण, साधारण उपकरण वास्तुकला भित्र धेरै प्रकार्यहरू एकीकृत गर्नु एक प्रमुख चुनौती बनेको छ।
१.हालका उपकरणहरू किन कम पर्छन्?
अर्गानिक प्रकाश उत्सर्जक ट्रान्जिस्टरहरूले अर्को पुस्ताको पहिरनयोग्य इलेक्ट्रोनिक्सका लागि आशाजनक उम्मेदवारहरूको रूपमा ध्यान आकर्षित गरेका छन् किनभने तिनीहरूले ट्रान्जिस्टर र प्रकाश उत्सर्जक डायोड प्रकार्यहरू एउटै उपकरणमा संयोजन गर्न सक्छन्।
यद्यपि, पार्श्व इलेक्ट्रोड संरचना भएका परम्परागत जैविक ट्रान्जिस्टरहरूलाई इलेक्ट्रोडहरू बीचको लामो दूरी र ठूलो इलेक्ट्रोन-इन्जेक्शन अवरोधको कारणले गर्दा ८० देखि १८० V को उच्च सञ्चालन भोल्टेज चाहिन्छ।
अपरेटिङ भोल्टेज कम गर्न इलेक्ट्रोकेमिकल आयन डोपिङ प्रयोग गर्दा पनि ३.५ V भन्दा बढी आवश्यक पर्दछ, र उत्सर्जन क्षेत्र साँघुरो र अस्थिर रहन्छ, जसले वास्तविक प्रदर्शन र बुद्धिमान पहिरन योग्य इलेक्ट्रोनिक प्रणालीहरूमा व्यावहारिक प्रयोगलाई सीमित गर्दछ।
२. नयाँ ट्रान्जिस्टरले कसरी काम गर्छ
अनुसन्धान टोलीले एक अल्ट्रा-लो-भोल्टेज इलेक्ट्रोकेमिकल अर्गानिक प्रकाश-उत्सर्जक ट्रान्जिस्टर विकास गर्यो जसले सिग्नल प्रशोधन, मेमोरी र प्रकाश उत्सर्जनलाई एउटै अर्गानिक ट्रान्जिस्टर भित्र एकीकृत गर्दछ।
इलेक्ट्रोड इन्टरफेसमा विद्युतीय-डबल-तह गठनलाई प्रेरित गर्न सक्रिय तहमा आयन-ट्रान्सपोर्ट एन्हान्सर समावेश गरेर, टोलीले परम्परागत दृष्टिकोणहरूमा प्रयोग हुने उच्च भोल्टेज वा अस्थिर डोपिङमा भर नपरिकन कुशल इलेक्ट्रोन इंजेक्शनको लागि नयाँ संयन्त्र प्रस्तुत गर्यो।
यसले पहिले सञ्चालनको लागि धेरै कम मानिने ३.५ V भन्दा कम भोल्टेजमा पनि प्रकाश उत्सर्जन सक्षम बनायो, जबकि फराकिलो र स्थिर उत्सर्जन क्षेत्र कायम राख्यो।
उपकरणले सिग्नल-प्रशोधन र मेमोरी विशेषताहरू पनि प्रदर्शन गर्यो, प्रतिक्रियाहरू बारम्बार उत्तेजनाहरू अन्तर्गत जम्मा हुँदै र समयसँगै कायम राख्दै, र केवल दुई १.५ V ब्याट्रीहरूद्वारा संचालित लचिलो पहिरन योग्य डिस्प्ले प्रणालीमा थप प्रदर्शन गरिएको थियो।
यस अध्ययनले देखाउँछ कि स्थिर प्रकाश उत्सर्जन र बुद्धिमान कार्यक्षमता एक साधारण एकल-सक्रिय-तह वास्तुकलामा पनि एकैसाथ प्राप्त गर्न सकिन्छ, जसले पहिरन योग्य अनुप्रयोगहरूको लागि जैविक ट्रान्जिस्टरहरूको क्षमतालाई धेरै विस्तार गर्दछ।
३. पहिरनयोग्य वस्तुहरूमा सम्भावित प्रभाव
यो अध्ययन यस हिसाबले महत्त्वपूर्ण छ कि यसले सिग्नल प्रशोधन, मेमोरी र प्रकाश उत्सर्जनलाई एउटै उपकरणमा एकीकृत गर्दछ, जसले गर्दा परम्परागत पहिरन योग्य इलेक्ट्रोनिक प्रणालीहरूको सीमितता कम हुन्छ जसलाई धेरै अलग-अलग कम्पोनेन्टहरू निर्माण र अन्तरसम्बन्धित गर्न आवश्यक पर्दछ।
विशेष गरी, इनपुट उत्तेजनाहरूमा संचयी र टिकाउ प्रतिक्रियाहरू प्रदर्शन गरेर, यसले अर्को पुस्ताको इलेक्ट्रोनिक्सको सम्भावनालाई हाइलाइट गर्दछ जसले जानकारी प्रशोधन गर्न सक्छ र तुरुन्तै प्रकाश मार्फत परिणाम प्रदर्शन गर्न सक्छ।
परम्परागत पहिरनयोग्य उपकरणहरूले प्रयोगकर्ताहरूलाई हिँड्दा वास्तविक समयमा मापन गरिएका संकेतहरू जाँच गर्न गाह्रो बनाउँछ, यो प्रविधिले वास्तविक-समय निगरानी र तत्काल जानकारी वितरणतर्फ औंल्याउँछ।
यसलाई पुनर्वास, आपतकालीन बिरामी हेरचाह, व्यायाम अनुगमन, छालामा इलेक्ट्रोनिक्स र स्मार्ट स्वास्थ्य सेवा जस्ता अनुप्रयोगहरूमा विस्तार गरिने अपेक्षा गरिएको छ, र सम्बन्धित उद्योगहरूको लागि एक प्रमुख सक्षम प्रविधिको रूपमा काम गर्न सक्छ।
प्रोफेसर ताई-वू लीले २०२६ मा विज्ञान र प्रकृतिमा लगातार प्रकाशनहरू मार्फत विश्व-अग्रणी अनुसन्धान प्रतिस्पर्धात्मकता प्रदर्शन गर्नुभएको छ।
यो कामले कम भोल्टेजमा एकल अर्धचालक उपकरणमा प्रकाश उत्सर्जन, सिग्नल प्रशोधन र मेमोरी कार्यक्षमताहरूलाई एकीकृत गरेर परम्परागत प्रकाश-उत्सर्जक उपकरणहरूभन्दा बाहिर जान्छ, जसले अर्को पुस्ताको बुद्धिमान पहिरन योग्य इलेक्ट्रोनिक्सको लागि नयाँ दिशा प्रस्तुत गर्दछ।
अध्ययनको नेतृत्व गर्ने प्रोफेसर ताई-वू लीले भने, "यो काम विशेष गरी अर्थपूर्ण छ किनकि यसले प्रशोधन, मेमोरी र डिस्प्ले एकाइहरूलाई छुट्टाछुट्टै निर्माण र जडान नगरी सबै प्रकार्यहरू एउटै अर्धचालक उपकरण भित्र एकीकृत गर्न सकिन्छ भनेर देखाउँछ।"
उनले थपे, "अगाडि बढ्दै, हामी यो प्रविधिलाई बुद्धिमान कृत्रिम छाला र पहिरन योग्य स्वास्थ्य सेवामा लागू हुने अन-स्किन सेमीकन्डक्टर प्लेटफर्ममा थप विकास गर्ने योजनामा छौं।"
यो प्रविधि यस हिसाबले पनि महत्त्वपूर्ण छ कि यसले एउटै कम-भोल्टेज अर्धचालक उपकरणमा बहु-कार्यक्षमता प्रदर्शन गरेर परम्परागत प्रकाश-उत्सर्जक अर्धचालकहरूभन्दा बाहिर जान्छ।
यस अर्थमा, यसले छालामा लगाउन मिल्ने बुद्धिमान इलेक्ट्रोनिक्सको लागि नयाँ दिशा प्रस्तुत गर्दछ जसले मानव र मेसिनहरू बीच वास्तविक-समय अन्तरक्रियालाई सक्षम बनाउँछ।
पोस्ट समय: जुन-२२-२०२६