द इंस्टिट्यूट ऑफ़ एडवांस्ड स्टडी इन साइंस एंड टेक्नोलॉजी, गुवाहाटी (आईएएसएसटी) के वैज्ञानिकों ने ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरणों में उपयोग के लिए और इलेक्ट्रॉनिक स्किन (ई-स्किन) को तैयार करने के लिए क्रिस्टलीय रूब्रीन को संश्लेषित करने की एक नई प्रक्रिया विकसित की है, जो एक पॉलीसाइक्लिक एरोमेटिक हाइड्रोकार्बन-आधारित पतली फिल्म है।  आईएएसएसटी, विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग के अधीन एक स्वायत्त संस्थान है।  

नया संश्लेषण जल-मुक्त, विलायक-मुक्त, पर्यावरण के अनुकूल एक चरण वाली  प्लाज्मा प्रक्रिया है। विकसित क्रिस्टलीय रूब्रीन आधारित फिल्म ने ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक गुणों का प्रदर्शन किया है और इस प्रक्रिया के लिए एक भारतीय पेटेंट दाखिल किया गया है। इस प्रक्रिया द्वारा एक अत्यधिक पतली फिल्म जमा की जा सकती है, जो उच्च स्तरीय उपकरणों के निर्माण के लिए उपयोगी है।

 

पायरो-इलेक्ट्रिक सामग्रियों से बने उपकरण (जो गर्म होने या ठंडा होने पर इलेक्ट्रिक चार्ज उत्पन्न करते हैं) और पीजो-इलेक्ट्रिक सामग्री (जो यांत्रिक दबाव के प्रभाव में इलेक्ट्रिक चार्ज उत्पन्न करते हैं), तापमान और दबाव में परिवर्तन का पता लगाने में मदद करते हैं। पायरो-इलेक्ट्रिक सामग्री भी पायरो-फोटोट्रोनिक प्रभाव दिखाती है, जहां पायरो-विद्युत एक सामग्री के तापमान में परिवर्तन के साथ जुड़ा हुआ है और जब यह फोटॉन का अवशोषण करता है। अंतरिक्ष अनुसंधान, रक्षा, रिमोट सेंसिंग और घरेलू उपकरणों में इन्फ्रारेड सेंसिंग के लिए पायरो-इलेक्ट्रिक इन्फ्रारेड डिटेक्टर के बारे में सभी जानते हैं।

इस प्रकार की सामग्री जैविक प्रणालियों में उपलब्ध हैं जैसे  - मानव त्वचा, पौधे के सेल्यूलोज, जो जैविक प्रणालियों के बुनियादी विज्ञान की समझ के साथ-साथ उनके अत्यधिक अनुप्रयोग की संभावना के महत्व के दिखाते हैं।

जर्नल ऑफ मैटेरियल्स केमिस्ट्री में प्रकाशित आईएएसएसटी टीम द्वारा किए गए वर्तमान अध्ययन से पता चलता है कि रूब्रीन क्रिस्टल में क्रिस्टलीय फिल्म के ऊपर ऑक्साइड की एक पतली परत होती है। यह सतह परत पर ध्रुवीकरण प्रभाव को प्रेरित करता है, जिससे पायरो-फोटोट्रोनिक प्रभाव पैदा होता है।

इस खोज ने क्रिस्टलीय रूब्रीन फिल्म के संश्लेषण के लिए एक नया प्रायोगिक दृष्टिकोण दिया और पहली बार रूबरीन के साथ पूरी तरह से कार्बनिक क्रिस्टलीय माध्यम पर पाइरो-फोटोट्रोनिक प्रभाव की प्राप्ति की गयी है। यह पायरोइलेक्ट्रिक व्यवहार दिखाने के लिए सामग्री की लिए गैर-सेंट्रोसिमेट्रिक होने की अनिवार्यता को भी दरकिनार करता है।

आईएएसएसटी टीम के अनुसार, पर्याप्त रूप से उच्च रेडियो फ्रीक्वेंसी (आरएफ) प्लाज्मा पावर में क्रिस्टलीय रूब्रीन के निर्माण ने पुष्टि की कि आरएफ विद्युत् बढाने के साथ, एक क्रिस्टलीय रूब्रीन प्राप्त किया जा सकता है। क्रिस्टलीय रूब्रीन फिल्म के ऊपर यह ऑक्साइड परत, जो सतह ध्रुवीकरण का कारण बनती है, फिल्म सतह के ऑक्सीकरण के कारण हवा में जमा फिल्म के संपर्क में आने के बाद बनती है।

पिछले कुछ वर्षों से, दुनिया भर के वैज्ञानिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण पर काम कर रहे हैं। रासायनिक प्रक्रियाओं पर आधारित कार्बनिक इलेक्ट्रॉनिक सामग्री के संश्लेषण के लिए पारंपरिक प्रक्रिया बहुत अच्छी गुणवत्ता वाली सामग्री प्रदान करती है, लेकिन सामग्रियों की स्थिरता बहुत अच्छी नहीं है, और इसके लिए विलायक के उपयोग की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, सामग्री संश्लेषण और फिल्म बनाने के लिए कई चरणों की आवश्यकता होती है। इन चुनौतियों से उबरने के लिए, आईएएसएसटी टीम ऑर्गेनिक इलेक्ट्रॉनिक्स की पारंपरिक प्रक्रियाओं की तुलना में इन प्रक्रियाओं के अनूठे फायदों के कारण प्लाज्मा आधारित प्रक्रिया पर काम कर रही है।

आईएएसएसटी टीम द्वारा विकसित की गई नयी प्रक्रिया, उन्नत ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरणों को विकसित करने और इलेक्ट्रॉनिक स्किन (ई-स्किन) की तैयारी के लिए उपयोगी होने के अलावा, विभिन्न जैविक प्रणालियों के प्रयोगशाला सिमुलेशन के लिए एक उपकरण के रूप में उपयोगी हो सकती है।

चित्र 1: सामग्री संश्लेषण प्रक्रिया और डिवाइस लेआउट

(प्रकाशन: दीपशिखा गोगोई, अमरीन ए हुसैन, स्वीटी बिस्वासी और अरूप आर पाल, जर्नल ऑफ मैटेरियल्स केमिस्ट्री सी, (2020) डी ओ आई : 10.1039 / डीओटीसी00857ई

भारतीय पेटेंट, आवेदन संख्या 201931016529 दिनांक 25-04-2019।

अधिक जानकारी के लिए डॉ अरुप आर पाल: ई-मेल:

arpal@iasst.gov.in   फोन: 99571-444421 पर संपर्क करें)

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