Ingenieure haben einen Halbleiter aus einem dünnen flexiblen Hybridmaterial erfunden, der in naher Zukunft für Displays auf elektronischen Geräten verwendet werden kann.
Ingenieure großer Unternehmen wollten einen faltbaren und flexiblen Bildschirm für elektronische Geräte entwickeln Low-Level-Lichtlaser wie Computer und Mobiltelefone. Das Ziel ist ein Bildschirm, der sich wie Papier anfühlt, also biegsam ist, aber auch elektronisch funktioniert. Samsung, einer der größten Mobiltelefonhersteller der Welt, wird aller Voraussicht nach bald ein flexibles Mobiltelefon auf den Markt bringen. Sie haben eine flexible entwickelt bio Leuchtdioden-Panel (OLED) mit unzerbrechlicher Oberfläche. Es ist leicht, aber robust und robust und hält hohen Temperaturen stand. Das bemerkenswerteste Merkmal wäre, dass dieses Display nicht zerbricht oder beschädigt wird, wenn das Gerät herunterfällt – die größte Herausforderung, vor der Display-Designer von Mobiltelefonen heute stehen. Ein normaler LCD-Bildschirm zeigt auch dann weiterhin an, wenn er gebogen ist, aber die darin enthaltene Flüssigkeit wird falsch ausgerichtet und daher wird ein verzerrtes Bild angezeigt. Der neue flexible OLED-Bildschirm lässt sich biegen oder krümmen, ohne das Display zu verzerren, ist jedoch immer noch nicht vollständig faltbar. Durch den künftigen Einsatz flexiblerer Nanodrähte kann die Flexibilität noch weiter gesteigert werden. Ein Quantenpunkt-Leuchtdiodendisplay ist flexibler, da Nanokristalle verwendet werden, um hochwertiges, scharfes Licht zu erzeugen. Zum Schutz müssen die Displays weiterhin in Glas oder ein anderes Material eingekapselt werden.
Ein neues Material zum Bau flexibler Bildschirme
In einer kürzlich veröffentlichten Studie in Fortgeschrittene Werkstoffe Ingenieure der Australian National University (ANU) haben erstmals einen Halbleiter aus hergestellt bio und anorganisches Material, das Elektrizität effizient in Licht umwandelt. Dieser Halbleiter ist ultradünn und sehr flexibel, was ihn einzigartig macht. Der bio Ein Teil des Geräts, ein wichtiger Teil des Halbleiters, hat eine Dicke von nur einem Atom. Der anorganische Teil ist ebenfalls klein, etwa zwei Atome dick. Das Material wurde durch einen Prozess namens „chemische Gasphasenabscheidung“ hergestellt, ähnlich dem Aufbau einer dreidimensionalen Struktur aus einer 3D-Beschreibung. Der Halbleiter ist mit bloßem Auge nicht zu erkennen, er ruht zwischen Goldelektroden auf einem 2 cm x 1 cm großen Chip mit einem funktionsfähigen Transistor. Ein solcher Chip kann Tausende von Transistorschaltungen enthalten. Die Elektrode dient als Stromein- und -ausspeisepunkt. Nach der Herstellung wurden die optoelektronischen und elektrischen Eigenschaften des Materials charakterisiert. Diese Hybridstruktur von bio und anorganische Komponenten wandeln Elektrizität in Licht um, das dann auf Mobiltelefonen, Fernsehern und anderen Geräten angezeigt wird. Bei Displays mit höherer Auflösung ist die Lichtemission schärfer und besser.
Ein solches Material kann in naher Zukunft verwendet werden, um Geräte biegsam zu machen – zum Beispiel Mobiltelefone. Bildschirm- oder Displayschäden sind bei Mobiltelefonen sehr häufig und dieses Material kann hier Abhilfe schaffen. Angesichts der wachsenden Popularität und Nachfrage nach Smartphones mit größeren Bildschirmen besteht das Gebot der Stunde darin, eine Haltbarkeit zu haben, damit das Display nicht anfällig für Kratzer, Brüche oder Stürze usw. ist. Die Hybridstruktur ist in Bezug auf die Effizienz gegenüber herkömmlichen Halbleitern vorteilhaft, die komplett aus Silikon. Dieses Material könnte verwendet werden, um Bildschirme für Mobiltelefone, Fernseher, digitale Konsolen usw. zu bauen und vielleicht eines Tages Computer zu bauen oder ein Mobiltelefon so stark wie einen Supercomputer zu machen. Forscher arbeiten bereits daran, diesen Halbleiter in größerem Maßstab herzustellen, damit er kommerzialisiert werden kann.
Umgang mit Elektroschrott
Es wird geschätzt, dass im Jahr 2018 insgesamt fast 50 Millionen Tonnen Elektroschrott (Elektroschrott) produziert werden und nur eine sehr begrenzte Menge recycelt werden würde. Bei Elektroschrott handelt es sich um elektronische Geräte und Geräte, die das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben und entsorgt werden müssen, darunter alte Computer, Büro- oder Unterhaltungselektronikgeräte, Mobiltelefone, Fernseher usw. Riesige Mengen an Elektroschrott stellen eine große Bedrohung für die Umwelt dar und führt unweigerlich zu irreversiblen Schäden an unseren natürlichen Ressourcen und unserer Umgebung. Diese Entdeckung ist ein Ausgangspunkt für die Entwicklung elektronischer Geräte, die eine hohe Leistung aufweisen, aber aus hergestellt sind bio „Bio“-Materialien. Wenn Mobiltelefone aus einem flexiblen Material wären, ließen sie sich leichter recyceln. Dadurch wird der weltweit jährlich anfallende Elektroschrott reduziert.
Die Zukunft faltbarer und flexibler elektronischer Geräte wird sehr aufregend sein. Ingenieure denken bereits an rollbare Displays, bei denen sich Geräte wie eine Schriftrolle aufrollen lassen. Die fortschrittlichste Art von Bildschirm wäre, der sich wie Papier falten, krümmen oder sogar zusammendrücken kann, aber weiterhin saubere Bilder anzeigen kann. Ein weiterer Bereich ist die Verwendung von „auxtetischen“ Materialien, die bei Dehnung dicker werden und Stöße mit hoher Energie absorbieren und sich selbst neu ausrichten können, um Verzerrungen zu korrigieren. Solche Geräte wären leicht und dennoch flexibel.
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Quelle (n)
SharmaA et al. 2018. Effizientes und schichtabhängiges Exzitonenpumpen durch atomar dünne organisch‐anorganische Typ‐I‐Heterostrukturen. Fortgeschrittene Werkstoffe. 30(40).
https://doi.org/10.1002/adma.201803986
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