Ingenieurs hebben een halfgeleider uitgevonden die is gemaakt van een dun flexibel hybride materiaal dat in de nabije toekomst kan worden gebruikt voor displays op elektronische apparaten.
Ingenieurs bij grote bedrijven hebben ernaar gestreefd een opvouwbaar en flexibel beeldscherm voor elektronica te ontwerpen apparaten like computers and mobile phones. The goal is a display screen which would feel like a paper i.e. be bendable but also function electronically. Samsung, one of the largest mobile phone manufacturers in the world will in all probability be launching a flexible mobile phone very soon. They have developed a flexible organisch light emitting diode (OLED) panel which has an unbreakable surface. It is lightweight but tough and robust and can withstand high temperatures. Its most remarkable feature would be that this display will not break or be damaged if the device falls – the biggest challenge faced today by mobile phone display designers. A regular LCD screen continues to display even when bent but the liquid inside it becomes misaligned and hence a distorted image is displayed. The new flexible OLED screen could be bent or curved without distorting the display, however, it still won’t be completely foldable. The flexibility can be further increased by using more flexible nanowires in the future. A quantum dot light emitting diode display is more flexible because of the use of nano-crystals to produce high-quality sharp light. The displays still have to be encapsulated into glass or other material for protection.
Een nieuw materiaal om flexibele schermen te bouwen
In een recent onderzoek gepubliceerd in Geavanceerde materialen engineers from The Australian National University (ANU) have for the first time developed a semiconductor made from organisch and inorganic material which efficiently converts electricity into light. This semiconductor is ultra-thin and very flexible making it unique. The organisch part of the device, an important part of the semiconductor has a thickness of only one atom. The inorganic part is also small, about two atoms thick. The material was constructed by a process called ‘chemical vapor deposition’, similar to building a 3-dimensional structure from a 2D description. The semiconductor cannot be seen with naked eye, it rests between gold electrodes on a chip of size 1cm x 1cm having a functional transistor. One such chip can hold thousands of transistor circuits. The electrode serves as electricity input and output point. Once constructed opto-electronic and electrical properties of the material were characterized. This hybrid structure of organisch and inorganic components converts electricity into light which then provides display on mobile phones, televisions and other devices. The light emission is seen to be sharper and better for higher-resolution displays.
Dergelijk materiaal kan in de nabije toekomst worden gebruikt om apparaten buigbaar te maken, bijvoorbeeld mobiele telefoons. Scherm- of beeldschermschade komt veel voor bij mobiele telefoons en dit materiaal kan uitkomst bieden. Nu de populariteit en de vraag naar smartphones met grotere schermen groeien, is de noodzaak van het uur om duurzaamheid te hebben, zodat het scherm niet vatbaar is voor krassen of breuken of vallen enz. De hybride structuur is voordelig in termen van efficiëntie ten opzichte van traditionele halfgeleiders die volledig gemaakt van silicium. Dit materiaal zou kunnen worden gebruikt om schermen voor mobiele telefoons, televisie, digitale consoles enz. te bouwen en misschien ooit computers te bouwen en of een mobiele telefoon te maken die zo sterk is als een supercomputer. Onderzoekers zijn al bezig om deze halfgeleider op grotere schaal te produceren, zodat deze kan worden gecommercialiseerd.
Elektronisch afval aanpakken
It is estimated that 2018 will be produce a total of almost 50 million tons of electronic waste (e-waste) and very limited quantity would be recycled. E-waste constitutes electronic devices and equipment which have reached the end of their life and need to be discarded including old computers, office or entertainment electronic equipment, mobile phones, television etc. Massive amount of e-waste is a huge threat to the environment and is bound to cause irreversible damage to our natural resources and surroundings. This discovery is a starting point for designing electronic devices exhibiting high performance but which are made from organisch ‘bio’ materials. If mobile phones were made of a flexible material they would be easier to recycle. This will cut down on e-waste generated annually across the globe.
De toekomst van opvouwbare en flexibele elektronische apparaten zal zeer opwindend zijn. Ingenieurs denken al aan oprolbare displays waar apparaten als een scroll kunnen worden opgerold. Het meest geavanceerde type scherm zou zijn dat kan vouwen, buigen of zelfs verpletteren als papier, maar toch nette afbeeldingen kan blijven weergeven. Een ander gebied is het gebruik van 'auxtetische' materialen die dikker worden wanneer ze worden uitgerekt en die schokken met hoge energie kunnen absorberen en zichzelf opnieuw kunnen uitlijnen om eventuele vervorming te corrigeren. Dergelijke apparaten zouden lichtgewicht en toch flexibel zijn.
***
{U kunt de originele onderzoekspaper lezen door op de DOI-link hieronder in de lijst met geciteerde bron(nen) te klikken}
Bron (nen)
Sharma A et al. 2018. Efficiënte en laagafhankelijke excitatie die over atomair dunne organisch-anorganische type I heterostructuren pompen. Geavanceerde materialen. 30 (40).
https://doi.org/10.1002/adma.201803986
***
