Üç Atom Kalınlığında Görünmez Ekran Geliştirildi

Kaliforniya Üniversitesi Berkeley Kampüsü mühendisleri, Ali Javey’in laboratuvarında, birkaç milimetre genişlikte ve kapatıldığında tümüyle saydam olan bir parlak ışık yayımlayıcı cihaz geliştirdi. Çalışmayı özetleyen makale, 26 Mart 2018 tarihli Nature Communications dergisinde yayımlandı.

Berkeley ekibinin geliştirdiği cihazdaki ışık yayımlayıcı malzeme, sadece üç atom kalınlığında olan tek katmanlı bir yarı-iletkenden oluşuyor. Yeni cihaz, duvarlar ve pencereler için görünmez ekranların geliştirilmesinin kapısını aralamış oldu. Böyle ekranlar açıldığında parlaklaşırken, kapatıldıklarında diğer yanları görülebilir. Araştırmacılar ayrıca aynı teknoloji kullanılarak, ışık yayımlayan dövmeler de yapılabileceğini ekliyor. “Malzemeler o kadar ince ve esnek ki, cihaz saydam yapılabilir ve eğimli yüzeylere uydurulabilir,” diyor ekipten doktora sonrası araştırmacısı Der-Hsien Lien.

2015 yılında Javey’in laboratuvarı, Science dergisinde yayımladıkları bir makalede, tek katmanlı yarı-iletkenlerin parlak ışık yayımlama yetilerinin olduğunu göstermişti ama ışık yayımlayıcı öyle bir cihaz ortaya konmamıştı. Yeni çalışma ise tek katmanlı yarı-iletkenlerin üzerine LED teknolojisinin yerleştirilmesindeki temel engellerin üstesinden gelmiş bulunuyor. Böylece, söz konusu cihazların insan saçından daha ince boyutlardan, birkaç milimetreye kadar değişen ölçeklerde yapılandırılmasına olanak tanıyor. Dolayısıyla bilimciler kalınlığı (yükseklik) küçük tutarken, yanal boyutları (en ve boy) büyük tutabiliyor; bu da ışık yoğunluğunun yüksek olmasını sağlıyor.

Problar artı ve eksi yükleri ışık yayımlayıcı cihaza yerleştiriyor; saydam cihaz ışık yaymaya başlıyor. (Telif: Javey lab)

Ticari LEDler, elektriksel olarak yerleştirilmiş artı ve eksi yüklerin olduğu bir yarı-iletken malzeme içerir. Yükler karşılaştığında malzeme ışık üretir. Tipik olarak, yarı-iletken bazlı ışık yayımlayıcı bir cihazda iki temas noktasıkullanılır: Biri eksi yüklü parçacıkların yerleştirilmesi, diğeri de artı yüklü parçacıkların yerleştirilmesi içindir. Bu yükleri verimli bir şekilde yerleştirecek temas noktalarının yapılması, LEDlerde karşılaşılan temel güçlüktür. Çalışılabilecek çok az malzeme olduğundan, tek katmanlı yarı-iletkenler söz konusu olduğunda bu daha da zordur.

Milimetrelik ölçekteki geçişli-elektrolüminesan cihazın şeması ile cihazın açık ve kapalı konum fotoğrafları görülüyor. (Telif: Lien et al, doi: 10.1038/s41467-018-03218-8)

Berkeley ekibi, yeni cihazı, yarı-iletken üzerinde sadece tek bir temas noktası gerektirecek şekilde tasarlayarak, bu güçlüğün üstesinden gelmeyi başardı. Tek katmanlı yarı-iletkeni bir yalıtkan üzerine yatırarak ve yarı-iletkenin üzeri ile yalıtkanın altına elektrotlar koyarak, araştırmacılar yalıtkan boyunca AC sinyalleri uygulayabildi. AC sinyallerinin kutuplanmasının artıdan eksiye (ve tam tersine) dönüştüğü anda, yarı-iletkende hem artı hem de eksi yükler oldu ve ışık üretildi. Bilimciler bu mekanizmanın dört farklı tek katmanlı malzeme için işe yaradığını gösterdi. Bunların her biri farklı renkte ışık yayımlıyor.

Ekip yeni geliştirdikleri cihazın veriminin şu anda %1 civarında olduğunu düşünüyor ve geliştirilmesi gerektiğini vurguluyor. Günümüzde ticari olarak kullanılan LEDlerin verimi %25 ilâ 30 arasında değişiyor.

Kaynak: BilimFili.com”Üç Atom Kalınlığında Görünmez Ekran Geliştirildi”

https://bilimfili.com/uc-atom-kalinliginda-gorunmez-ekran-gelistirildi/

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.