140 से अधिक पेटेंट के विद्वान ने OLED बनाने में मदद करने वाले प्राकृतिक सिद्धांत का खुलासा किया

(डैन ट्राई) - प्रकाश संश्लेषण से लेकर क्वांटम सेंसर तक, कार्बनिक अर्धचालकों की यात्रा दर्शाती है कि प्रकृति किस प्रकार तकनीकी प्रगति को प्रेरित करती है।

विनफ्यूचर पुरस्कार परिषद के अध्यक्ष प्रोफेसर सर रिचर्ड हेनरी फ्रेंड ने वैज्ञानिक कार्यशाला "नवाचार और कार्बनिक अर्धचालक" के ढांचे के भीतर हनोई विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के छात्रों के साथ शैक्षणिक आदान-प्रदान किया।

यहां, वह तीन दशकों से अधिक समय से कार्बनिक इलेक्ट्रॉनिक्स अनुसंधान की अपनी यात्रा साझा करते हैं और बताते हैं कि यह क्षेत्र पदार्थ विज्ञान के लिए एक नई दिशा क्यों खोलता है।

प्रोफेसर सर रिचर्ड हेनरी फ्रेंड हनोई विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के छात्रों के साथ साझा करते हुए (फोटो: मीडिया सेंटर)।

कार्बनिक अर्धचालकों की खोज की यात्रा

अपने व्याख्यान की शुरुआत में, प्रोफ़ेसर फ्रेंड ने कार्बनिक अर्धचालकों के साथ अपनी दशकों लंबी शोध यात्रा का ज़िक्र किया। उन्होंने ज़ोर देकर कहा कि विज्ञान हमेशा आश्चर्यों से भरा क्षेत्र होता है और कभी भी किसी पाठ्यपुस्तक के कुछ पन्नों तक सीमित नहीं रहता।

"विज्ञान की दुनिया हमेशा आश्चर्यों से भरी रहती है। कभी-कभी जब आप पाठ्यपुस्तकें पढ़ते हैं, तो आपको लगता है कि सब कुछ हल हो गया है, लेकिन वास्तव में यह सिर्फ़ कल्पना होती है। जब आप प्रयोगशाला में कदम रखेंगे, तो आप देखेंगे कि अभी भी सीखने के लिए अनगिनत चीज़ें हैं," प्रोफ़ेसर ने बताया।

प्रोफेसर फ्रेंड के अनुसार, महत्वपूर्ण मील के पत्थरों में से एक 35 वर्ष पहले नेचर पत्रिका में प्रकाशित शोधपत्र था, जिसने कार्बनिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड के क्षेत्र की नींव रखी।

उस आधार से, दुनिया भर के अनुसंधान समूहों ने धीरे-धीरे कार्बनिक अणुओं को प्रकाश स्रोतों के रूप में उपयोग करने के विचार को OLED स्क्रीन तकनीक में बदल दिया है जो आज अनगिनत स्मार्टफोन और टीवी में दिखाई दे रही है।

"जब आप अपना स्मार्टफ़ोन चालू करते हैं, तो आपको जो रोशनी दिखाई देती है वह छोटे डायोड से आ रही होती है, जो सिलिकॉन या गैलियम से नहीं, बल्कि कार्बनिक अणुओं से बने होते हैं। यह एक बड़ा आश्चर्य था, क्योंकि हम आमतौर पर कार्बनिक अणुओं को अर्धचालक नहीं मानते," वे बताते हैं।

जीवन के अपने अवलोकनों से, प्रोफ़ेसर फ्रेंड ने प्रकृति से जुड़ाव महसूस किया। पत्तियाँ हरी होती हैं क्योंकि वे सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करके उसे रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करती हैं। प्रकाश संश्लेषण में, जब एक फोटॉन अवशोषित होता है, तो एक इलेक्ट्रॉन अपनी मूल स्थिति से हट जाता है और एक छिद्र बन जाता है।

उनके अनुसार, यह एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण का प्रोटोटाइप है, जो प्रकृति का सबसे छोटा सौर सेल है।

तकनीकी चर्चा में, प्रोफ़ेसर फ्रेंड ने छात्रों को कार्बनिक ट्रांजिस्टर की संरचना और प्रकाश उत्सर्जक ट्रांजिस्टर की अवधारणा से परिचित कराया। यह उपकरण धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों को एक साथ चैनल में प्रविष्ट कराता है, जहाँ वे मिलकर उत्तेजित अवस्था बनाते हैं और प्रकाश उत्सर्जित करते हैं।

प्रायोगिक परिणामों से पता चलता है कि इलेक्ट्रॉन और छिद्र कार्बनिक अर्धचालकों में निश्चित दूरी तक गति कर सकते हैं, जो वास्तविक इलेक्ट्रॉनिक घटकों के निर्माण के लिए पर्याप्त है।

पौधों से सीखकर जैविक सौर सेल विकसित करना

हनोई विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के बड़ी संख्या में छात्रों ने विश्वस्तरीय विद्वान के विचार सुने (फोटो: मीडिया सेंटर)।

प्राकृतिक प्रकाश संश्लेषण से, प्रोफ़ेसर फ्रेंड ने छात्रों को एक और अनुप्रयोग क्षेत्र की ओर अग्रसर किया: कार्बनिक सौर सेल। उन्होंने बताया कि कैसे हरे पौधे आणविक एंटीना प्रणालियों के माध्यम से प्रकाश ग्रहण करते हैं, ऊर्जा को अभिक्रिया केंद्र तक पहुँचाते हैं, और फिर आवेशों को अलग करते हैं।

वैज्ञानिक इस सिद्धांत का अनुकरण एक वृहत् विषमसंयोजन संरचना के साथ करते हैं। इसमें, दो प्रकार के पदार्थों को एक साथ मिलाया जाता है, एक जो इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण करना पसंद करता है और दूसरा जो छिद्रों को ग्रहण करना पसंद करता है। इस अंतर्संबंध से अनेक सीमाएँ बनती हैं, जिससे आवेशों को अलग करना आसान हो जाता है।

इस सामग्री रणनीति की बदौलत, पिछले 10 वर्षों में कार्बनिक सौर कोशिकाओं की दक्षता में तेज़ी से वृद्धि हुई है। प्रोफ़ेसर फ्रेंड के अनुसार, कार्बनिक बैटरी प्रणालियाँ अब 20% से अधिक दक्षता प्राप्त कर चुकी हैं, जो वाणिज्यिक सिलिकॉन कोशिकाओं की दक्षता के करीब है।

इस प्रौद्योगिकी के लाभ हैं - कम सामग्री लागत, बड़े क्षेत्रों में मुद्रण की क्षमता, तथा लचीले पैनल बनाने की क्षमता, जिन्हें विभिन्न सतहों पर लगाया जा सकता है।

मुक्त मूलक पदार्थों और क्वांटम सेंसरों से नई दिशाएँ

हाल के वर्षों में, प्रोफेसर फ्रेंड के समूह ने ट्रिपलेट अवस्था के कारण होने वाली ऊर्जा हानि को कम करने के लिए एक नए दृष्टिकोण पर ध्यान केंद्रित किया है।

उन्होंने मुक्त मूलकों पर काम किया, जो विषम स्पिन वाले अणु होते हैं। मुक्त मूलकों को प्रतिक्रियाशील और अस्थिर होने देने के बजाय, टीम ने उन्हें क्रिस्टल जालक में स्थिर करने का एक तरीका खोज निकाला।

एक और दिलचस्प खोज दो स्पिन वाले आणविक तंत्रों से मिली, जिन्हें बायरैडिकल्स कहा जाता है। टीम ने प्रदर्शित किया कि एक बहुत छोटा चुंबकीय क्षेत्र भी उत्सर्जित प्रकाश के रंग या तीव्रता को महत्वपूर्ण रूप से बदल सकता है।

प्रोफेसर फ्रेंड इसे एक दुर्लभ क्वांटम प्रभाव के रूप में देखते हैं जिसका सरल प्रयोगात्मक स्थितियों के साथ दोहन किया जा सकता है।

उनके अनुसार, यह घटना नए बायोसेंसरों के लिए संभावनाओं का द्वार खोलती है। एक प्रकार के फ्लोरोसेंट रंग से, जो बहुत छोटे पैमाने पर चुंबकीय क्षेत्रों के प्रति संवेदनशील होता है, वैज्ञानिक जैविक नमूनों में होने वाली प्रक्रियाओं की उच्च परिशुद्धता से निगरानी कर सकते हैं, जिससे चिकित्सा निदान में सहायता मिलती है।

वियतनाम में नवाचार पारिस्थितिकी तंत्र के अवसर

प्रोफ़ेसर फ्रेंड के अलावा, कार्यशाला में 3एम कॉर्पोरेशन की वैज्ञानिक और विनफ्यूचर पुरस्कार प्रारंभिक समिति की सदस्य डॉ. जयश्री सेठ ने भी भाग लिया। विश्व-प्रसिद्ध वैज्ञानिकों का छात्रों के साथ सीधा संवाद युवा शोध समुदाय के लिए एक मूल्यवान अवसर माना जाता है।

डॉ. जयश्री सेठ का मानना ​​है कि वैज्ञानिकों को जनता को यह समझने में मदद करनी चाहिए कि विज्ञान जीवन के हर पहलू में मौजूद है (फोटो: मीडिया सेंटर)।

हनोई विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के उपाध्यक्ष एसोसिएट प्रोफेसर हुइन्ह डांग चिन्ह ने इस आयोजन के महत्व पर जोर दिया, क्योंकि यह विद्यालय और वियतनाम के अनुसंधान एवं नवाचार पारिस्थितिकी तंत्र को बढ़ावा देने में योगदान देता है।

श्री चिन्ह ने जोर देकर कहा, "विद्यालय को उम्मीद है कि इस तरह के शैक्षणिक आदान-प्रदान से छात्रों में नई वैज्ञानिक महत्वाकांक्षाओं को प्रेरणा मिलेगी और साथ ही पॉलिटेक्निक अनुसंधान समूहों और घरेलू और विदेशी भागीदारों के बीच सहयोग के लिए दिशाएं खुलेंगी।"

हनोई विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के उपाध्यक्ष एसोसिएट प्रोफेसर हुइन्ह डांग चिन्ह ने उद्घाटन भाषण दिया (फोटो: मीडिया सेंटर)।

प्रयोगशाला से लेकर रोज़मर्रा की तकनीक तक के अपने सफ़र के बारे में एक विश्वस्तरीय वैज्ञानिक के ये प्रत्यक्ष अनुभव बताते हैं कि पदार्थ विज्ञान कोई दूर का क्षेत्र नहीं है। विज्ञान को अभी भी बहुत कुछ खोजना है, और युवा शोधकर्ताओं की हर पीढ़ी के पास भविष्य के लिए नई राहें बनाने का अवसर है।

विनफ्यूचर 2025 विज्ञान और प्रौद्योगिकी सप्ताह, 2 दिसंबर से 6 दिसंबर तक हनोई में आयोजित किया जाएगा।

"एक साथ हम बढ़ते हैं - एक साथ हम समृद्ध होते हैं" थीम के साथ, इस वर्ष की वार्षिक अंतर्राष्ट्रीय घटनाओं की श्रृंखला ज्ञान को जोड़ने में विनफ्यूचर के मिशन की पुष्टि करती है, सेवा करने की इच्छा जगाती है और दुनिया में विज्ञान और नवाचार को बढ़ावा देने के केंद्र के रूप में वियतनाम की स्थिति को बढ़ाती है।

इस सप्ताह में 7 मुख्य गतिविधियां शामिल हैं: प्रेरणादायक भाषण, जीवन के लिए विज्ञान चर्चा; विनफ्यूचर भविष्य अन्वेषण संवाद श्रृंखला; "विज्ञान का स्पर्श" प्रदर्शनी, विनफ्यूचर पुरस्कार समारोह; विनफ्यूचर 2025 पुरस्कार विजेताओं के साथ आदान-प्रदान; विनयूनी - नेतृत्व मंच: उच्च शिक्षा नवाचार सम्मेलन।

इस आयोजन का मुख्य आकर्षण विनफ्यूचर 2025 पुरस्कार समारोह था, जो 5 दिसंबर की शाम को होआन कीम थिएटर (हनोई) में आयोजित हुआ। यह उन उत्कृष्ट वैज्ञानिक कार्यों को सम्मानित करने का एक कार्यक्रम है जिनका दुनिया भर के लाखों, यहाँ तक कि अरबों लोगों पर सकारात्मक और स्थायी प्रभाव पड़ा है।

इस वर्ष, यह पुरस्कार ऐसे कार्यों को दिया जाएगा जो मानवता के लिए "एक साथ हम बढ़ते हैं - एक साथ हम समृद्ध होते हैं" के मूल्य को सामने लाते हैं, जैसा कि थीम निर्धारित की गई है, जो बुद्धिमत्ता का सम्मान करने, मानवता का प्रसार करने और जीवन की सेवा करने के VinFuture के मिशन की पुष्टि करता है।

स्रोत: https://dantri.com.vn/cong-nghe/hoc-gia-hon-140-bang-sang-che-tiet-lo-nguyen-ly-tu-nhien-giup-tao-ra-oled-20251205120221454.htm