भारतीय शोधकर्ताओं ने अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए पर्यावरण के अनुकूल, स्व-संचालित फोटोडिटेक्टर विकसित किया है।

भारत में शोधकर्ताओं ने एक नवीन सीसा-मुक्त और पर्यावरण के अनुकूल फोटोडिटेक्टर विकसित किया है जो बाहरी बिजली के बिना काम करता है और स्थिर, दीर्घकालिक प्रदर्शन प्रदान करता है, जिससे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक निगरानी, ​​सुरक्षा प्रणालियों और बायोमेडिकल इमेजिंग में इसके उपयोग के लिए नई संभावनाएं खुलती हैं।

यह महत्वपूर्ण उपलब्धि हैदराबाद स्थित इंटरनेशनल एडवांस्ड रिसर्च सेंटर फॉर पाउडर मेटलर्जी एंड न्यू मैटेरियल्स (ARCI) के शोधकर्ताओं द्वारा हासिल की गई है। यह केंद्र विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (DST) के अधीन एक स्वायत्त संस्थान है और इसने भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान (IIT) हैदराबाद के सहयोग से यह कार्य किया है। इस शोध के निष्कर्ष सोलर एनर्जी (एल्सवियर) पत्रिका में प्रकाशित हुए हैं।

फोटोडिटेक्टर आधुनिक कैमरों, पर्यावरण सेंसरों, स्मार्ट वियरेबल उपकरणों और इमेजिंग सिस्टमों के आवश्यक घटक हैं, क्योंकि ये प्रकाश को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं। हालांकि वर्तमान में कई उच्च-प्रदर्शन वाले फोटोडिटेक्टर लेड-आधारित पेरोवस्काइट पर निर्भर हैं, लेकिन ये पदार्थ अपनी विषाक्तता के कारण पर्यावरण और स्वास्थ्य संबंधी चिंताएं पैदा करते हैं और वास्तविक परिचालन स्थितियों में खराब होने की प्रवृत्ति भी रखते हैं।

इन चुनौतियों का समाधान करने के लिए, भारतीय शोधकर्ताओं ने सीसा रहित डबल पेरोवस्काइट सामग्री Cs2AgBiBr6 पर आधारित एक फोटोडिटेक्टर विकसित किया है। यह उपकरण न केवल विषैले तत्वों से मुक्त है, बल्कि दृश्य प्रकाश के प्रति तीव्र प्रतिक्रिया और उत्कृष्ट परिचालन स्थिरता भी प्रदर्शित करता है।

इस नए डिज़ाइन की एक प्रमुख नवीनता इसकी सरल और लागत-प्रभावी निर्माण प्रक्रिया में निहित है। पारंपरिक फोटोडिटेक्टरों के विपरीत, जिनमें महंगे धातु संपर्क, अतिरिक्त होल-ट्रांसपोर्ट परतें और नियंत्रित निर्माण वातावरण जैसे ग्लवबॉक्स या वैक्यूम सिस्टम की आवश्यकता होती है, यह नया उपकरण होल-ट्रांसपोर्ट-मटेरियल (HTM) से मुक्त है और कम लागत वाले कार्बन इलेक्ट्रोड का उपयोग करता है। इसका निर्माण पूरी तरह से कमरे के तापमान पर, परिवेशीय परिस्थितियों में एक चरण की कोटिंग प्रक्रिया के माध्यम से किया जाता है।

इस उपकरण की संरचना स्वाभाविक रूप से कुशल आवेश पृथक्करण को सक्षम बनाती है, जिससे फोटोडिटेक्टर बिना किसी बाहरी वोल्टेज की आवश्यकता के स्व-संचालित मोड में कार्य कर सकता है। प्रदर्शन परीक्षणों में निरंतर चालू-बंद स्विचिंग व्यवहार और उच्च विश्वसनीयता देखी गई। विशेष रूप से, फोटोडिटेक्टर ने सामान्य कमरे की स्थितियों में, 25-35°C तापमान और 35-50 प्रतिशत सापेक्ष आर्द्रता के बीच, 60 दिनों तक भंडारण के बाद भी अपने प्रदर्शन का 90 प्रतिशत से अधिक बनाए रखा।

शोधकर्ताओं ने इस बात पर प्रकाश डाला कि निर्माण के तुरंत बाद और दो महीने के भंडारण के बाद लिए गए प्रदर्शन मापों का निकट सामंजस्य उपकरण की दीर्घकालिक पर्यावरणीय स्थिरता की पुष्टि करता है – जो वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है।

पर्यावरण के अनुकूल सामग्रियों, कम लागत वाले घटकों, सरल परिवेश-आधारित निर्माण प्रक्रिया और मजबूत प्रदर्शन के संयोजन के कारण, यह तकनीक इलेक्ट्रॉनिक्स और सेंसिंग अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से अपनाए जाने के लिए एक आशाजनक विकल्प के रूप में देखी जा रही है। यह टिकाऊ सामग्रियों, हरित विनिर्माण प्रथाओं और उन्नत इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकियों में आत्मनिर्भरता को बढ़ावा देने के भारत के व्यापक लक्ष्यों के अनुरूप भी है।

“दीर्घकालिक पर्यावरणीय स्थिरता और स्व-संचालित संचालन के साथ परिवेश-संसाधित सीसा-मुक्त Cs2AgBiBr6 फोटोडिटेक्टर” शीर्षक वाले इस अध्ययन को भारत सरकार के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग द्वारा समर्थित किया गया था।