समाचारं

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

चिप्स् आकारेण लघुतरं, सशक्तं प्रदर्शनं, उच्चतरं एकीकरणं च कृत्वा वैज्ञानिक-प्रौद्योगिकी-कर्मचारिणां अदम्य-अनुसन्धानम् अस्ति । फुडानविश्वविद्यालयस्य बहुलकविज्ञानविभागस्य बहुलकआणविकइञ्जिनीयरिङ्गस्य राज्यमुख्यप्रयोगशालायाः प्रोफेसरवी डाचेङ्गस्य दलेन उत्तमप्रदर्शनयुक्तस्य नूतनप्रकारस्य अर्धचालकप्रकाशप्रतिरोधस्य डिजाइनं कृतम्, यत्र प्रकाशशिलालेखनप्रौद्योगिक्याः उपयोगेन पूर्णफ्रेमआकारस्य २७ मिलियनकार्बनिकट्रांजिस्टरानाम् एकीकरणं कृतम् chip and realize Interconnection, 2021 तमे वर्षे 100,000 तः अद्य 27 मिलियनपर्यन्तं, दलेन हालवर्षेषु बहुलक-अर्धचालक-चिप-एकीकरणे सफलताः निरन्तरं कृताः, येन विश्वं अति-बृहत्-परिमाणस्य एकीकरणस्य स्तरं प्राप्तुं प्रेरितवान्, जैविकस्य कृते महत्त्वपूर्णं समर्थनं प्रदाति व्यावहारिकप्रयोगानाम् प्रति अधिकं गन्तुं चिप्स्।

लचीले उपधातुषु उच्चघनत्वयुक्ताः परस्परसम्बद्धाः कार्बनिक-ट्रांजिस्टर-सरणयः

कार्बनिकचिप्सस्य एकीकरणस्तरं दशकोटिपर्यन्तं वर्धयितुं सिलिकॉन्-आधारितचिप्-लिथोग्राफी-प्रौद्योगिक्याः पाठं गृहीत्वा

प्रतिदिनं जनाः यत् "चिप्स्" इति वदन्ति तत् अधिकतया सिलिकॉन्-आधारित-चिप्स् - एकस्फटिक-सिलिकॉन-निर्मितं अर्धचालक-चिप् -इत्येतत् निर्दिशति, यस्य उपयोगः सङ्गणक-सञ्चार-आदिक्षेत्रेषु बहुधा भवति बहुलक-अर्धचालक-संयुग्मित-लघु-अणु- इत्यादिभिः कार्बनिक-सामग्रीभिः निर्मिताः जैविक-चिप्स-इत्यस्य आन्तरिक-लचीलता, जैव-सङ्गतिः, न्यून-लाभः च इति लाभाः सन्ति, तथा च धारणीय-इलेक्ट्रॉनिक-यन्त्राणि, जैव-इलेक्ट्रॉनिक-यन्त्राणि च इत्यादिषु उदयमानक्षेत्रेषु महत्त्वपूर्णाः अनुप्रयोग-संभावनाः सन्ति

आधुनिकसूचनाप्रौद्योगिक्याः विकासेन सह कार्यात्मकचिप्सस्य एकीकरणघनत्वं अधिकाधिकं भवति । सिलिकॉन-आधारित-चिप-एकीकृत-यन्त्राणां घनत्वं प्रतिवर्ग-मिलिमीटर्-इत्येतत् २० कोटि-ट्रांजिस्टर-अतिक्रान्तम् अस्ति

चिप् एकीकरणं लघुपरिमाणस्य एकीकरणम् (SSI), मध्यमपरिमाणस्य एकीकरणम् (MSI), बृहत्परिमाणस्य एकीकरणम् (LSI), अत्यन्तं बृहत्परिमाणस्य एकीकरणम् (VLSI) तथा अतिबृहद्परिमाणस्य एकीकरणम् (ULSI) इत्यत्र विभक्तुं शक्यते मात्रा अधिकाः सन्ति अपेक्षया क्रमशः २, २६, २११, २१६, २२१ च ।

पूर्वसार्वजनिकप्रतिवेदनानुसारं बहुलक अर्धचालकचिप्सस्य उच्चतमः एकीकरणस्तरः बृहत्-परिमाणस्य एकीकरणस्य (LSI) स्तरं प्राप्तवान् अस्ति । उदाहरणार्थं २०२१ तमे वर्षे विदेशीयदलेन सर्वोच्चं खिञ्चनीयं ट्रांजिस्टर-सरणीं घनत्वं निर्मितम्, यत् अङ्गुष्ठात् (०.२३८ cm2) इत्यस्मात् लघुक्षेत्रे १०,००० तः अधिकानि लोचदार-ट्रांजिस्टर-इत्येतत् एकीकृत्य स्थापयितुं शक्नोति

जैविकचिप-एकीकरणे अधिकं सुधारः सम्भवति वा ? अधुना, वेई डाचेङ्गस्य दलेन उत्तरं दत्तम् - तेषां कृते एकं कार्यात्मकं प्रकाशप्रतिरोधकं डिजाइनं कृतम्, यत् प्रकाशशिलालेखनप्रौद्योगिक्याः उपयोगेन पूर्ण-फ्रेम-आकारस्य चिप्-मध्ये २७ मिलियन-कार्बनिक-ट्रांजिस्टर-इत्येतत् एकीकृत्य परस्पर-संयोजनानां साकारीकरणं कृतवान्, येन अत्यन्तं बृहत्-परिमाणस्य एकीकरण-उपाधिः (ULSI) स्तरः प्राप्तः .

"अस्माभिः पारम्परिकजैविकचिपप्रक्रियाप्रौद्योगिक्याः माध्यमेन विच्छेदः कृतः यत् सिलिकॉन्-आधारितचिप्स् इत्यस्य विपरीतम्, पारम्परिकजैविकचिप्स् इत्यस्य निर्माणपद्धतिषु मुख्यतया स्क्रीनप्रिण्टिङ्ग्, इन्कजेट् प्रिण्टिङ्ग्, वैक्यूमवाष्पीकरणम्, फोटोलिथोग्राफीप्रसंस्करणम् इत्यादयः सन्ति, ते च ज्ञातवन्तः from Photolithography technology for silicon-based chips इत्यनेन कार्बनिकचिप्सस्य एकीकरणस्तरः दशकोटिस्तरं यावत् वर्धितः अस्ति ।

(क) प्रकाशप्रतिरोधक रचना (ख) विभिन्न सब्सट्रेटेषु संसाधित कार्बनिक ट्रांजिस्टर सरणी योजनाबद्ध तथा ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप फोटो (ङ) कार्बनिक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स ट्रांजिस्टर इमेजिंग चिप्स मध्ये पिक्सेल घनत्वस्य तुलना; (PQD-nanocell OPT) तथा विद्यमानव्यापारिकसीएमओएस इमेजिंग चिप्स तथा अन्यपद्धतिभिः निर्मिताः जैविक इमेजिंग चिप्स।

प्रकाशशिलालेखनप्रौद्योगिक्याः कुञ्जी प्रकाशप्रतिरोधे अस्ति । प्रकाशप्रतिरोधकं, यत् प्रकाशप्रतिरोधकम् इति अपि ज्ञायते, चिपनिर्माणे महत्त्वपूर्णां भूमिकां निर्वहति ।

पारम्परिकं प्रकाशप्रतिरोधकं केवलं प्रसंस्करणसारूप्यरूपेण उपयुज्यते, तत्र चालकता, संवेदनञ्च इत्यादीनि कार्याणि न सन्ति । वेई डाचेङ्गस्य दलेन एतत् नवीनं कार्यात्मकं प्रकाशप्रतिरोधकं विकसितं, यत् प्रकाश-क्रॉसलिङ्किंग्-करणस्य अनन्तरं नैनोस्केल-अन्तर्प्रवेशक-जालसंरचना निर्माति, अस्य अर्धचालक-प्रदर्शनं, प्रकाश-शिलालेख-प्रक्रिया-प्रदर्शनं, प्रक्रिया-स्थिरता च अस्ति, तथा च न केवलं उप-माइक्रोन-मात्रायां विशेषता-आकारस्य विश्वसनीयं निर्माणं प्राप्तुं शक्नोति प्रतिमानं, प्रतिमानं च स्वयं अर्धचालकः भवति, चिपनिर्माणप्रक्रिया सरलीकरोति ।

प्रकाशप्रतिरोधकः संवेदनग्राहकान् योजयित्वा भिन्नानि संवेदनकार्यं प्राप्तुं शक्नोति । अत्यन्तं संवेदनशीलं प्रकाशविद्युत्परिचयं प्राप्तुं दलेन प्रकाशप्रतिरोधकसामग्रीषु प्रकाशविद्युत्प्रभावैः सह कोर-शैल-संरचित-नैनोकणाः भारिताः प्रकाशस्य अन्तर्गतं नैनोफोटोवोल्टिककणाः प्रकाशजनितवाहकाः उत्पद्यन्ते, इलेक्ट्रॉनाः कोरेन गृहीताः भवन्ति, यस्य परिणामेण स्थाने एव जालीनियन्त्रणं भवति, यत् यन्त्रस्य प्रकाशप्रतिसादक्षमतायां बहुधा सुधारं करोति

परिणामाः "उच्च-प्रदर्शन-बृहत्-परिमाण-एकीकृत-कार्बनिक-प्रकाश-ट्रांजिस्टर-कृते फोटोवोल्टिक-नैनोसेल्स्" इति शीर्षकेण ४ जुलै दिनाङ्के नेचर-नैनोटेक्नोलॉजी-पत्रिकायां प्रकाशिताः ।

जैविकचिपनिर्माणे मूलकठिनतानां निवारणाय पञ्चवर्षीयं अन्तरविषयसंशोधनम्

२०१८ तमे वर्षात् वेई डाचेङ्गस्य दलेन अर्धचालकप्रकाशप्रतिरोधानाम् अनुसन्धानस्य विकासस्य च यात्रा आरब्धा, सः स्वयमेव स्नातकविद्यालयकालात् आरभ्य कार्बनिक अर्धचालकसामग्रीविषये अनुसन्धानं कुर्वन् अस्ति "यदि कश्चन कार्यं यथार्थतया सफलतां प्राप्तुं इच्छति तर्हि निश्चितरूपेण दीर्घकालं यावत् सञ्चयस्य आवश्यकता भविष्यति।"

बहुलकविज्ञानविभागे प्राध्यापकत्वेन वेई डाचेङ्गः अवदत् यत् कार्यात्मकस्य प्रकाशप्रतिरोधस्य सफलविकासः अन्तरविषयवैज्ञानिकसंशोधनदलात् अविभाज्यः अस्ति।दलस्य सदस्यैः न केवलं रासायनिकसंश्लेषणं सामग्रीविज्ञानं च इत्यादिव्यावसायिकज्ञानं निपुणता भवितुमर्हति, अपितु व्यावसायिकबाधाः अपि अतितर्तव्याः, इलेक्ट्रॉनिकयन्त्रस्य डिजाइनं, निर्माणं च इत्यादीनां ज्ञानं प्रयोक्तुं शिक्षितव्याः।

वेई डाचेङ्गः छात्रैः सह फोटोग्राफं गृह्णाति

"अस्माकं बहवः विषयाः अवगन्तुं आवश्यकाः यथा उच्च-प्रदर्शन-कार्बनिक-अर्धचालक-सामग्रीणां डिजाइनं संश्लेषणं च कथं करणीयम्, प्रकाश-शिलालेख-प्रौद्योगिक्याः माध्यमेन इलेक्ट्रॉनिक-यन्त्राणां सटीकं निर्माणं कथं करणीयम्, तथा च वेई डाचेङ्गस्य दृष्ट्या कार्यक्षमतायाः उन्नयनार्थं उपकरणसंरचनानां अनुकूलनं कथं करणीयम् इति model requires शिक्षकाः छात्राः च नूतनज्ञानं निरन्तरं शिक्षन्ते तथा च एकत्र विविधसमस्यानां सामना कुर्वन्ति समाधानं च कुर्वन्ति।

अनुसन्धानविकासप्रक्रियायाः कालखण्डे दलस्य प्रमुखा कठिनता कार्यात्मकप्रकाशप्रतिरोधस्य समुच्चयस्थितेः संरचनात्मकविन्यासः आसीत् प्रकाशप्रतिरोधस्य विभिन्नाः कार्याणि प्रायः परस्परं परस्परं क्रियान्वयं कुर्वन्ति यथा प्रकाश-क्रॉस-लिङ्किङ्ग-कार्यस्य साक्षात्कारः चालक-चैनलस्य नाशं कृत्वा विद्युत्-प्रदर्शने न्यूनतां जनयितुं शक्नोति संरचना-क्रियाकलाप-सम्बन्धस्य सावधानीपूर्वकं परिकल्पनायाः गहन-अध्ययनस्य च माध्यमेन अन्ततः दलेन सुनिश्चितं कृतम् यत् प्रकाशप्रतिरोधकं क्रॉस्-लिङ्क् कर्तुं शक्यते तथा च उत्तमं चालकता, प्रक्रियास्थिरता, उत्तमं समग्रं प्रदर्शनं च भवति

अन्यत् महत् आव्हानं यन्त्राणां मानकीकृतनिर्माणे अस्ति । "अस्मिन् लिङ्के पुनः पुनः अन्वेषणस्य आवश्यकता वर्तते, अस्माभिः च अनेकानि असफलतानि अनुभवितानि सन्ति।" हार्डवेयरस्य दृष्ट्या इलेक्ट्रॉनिकयन्त्राणां विकासाय अपि विशिष्टसाधनानाम् प्रयोगात्मकस्थितीनां च आवश्यकता भवति ।

६-इञ्च्-वेफर-उपरि दलेन निर्मितः कार्बनिक-प्रकाश-ट्रांजिस्टर-सरणिः

इलेक्ट्रॉनिकयन्त्राणां विकासः अनुकूलनं च जटिला सुकुमारप्रक्रिया अस्ति । "प्रत्येकं विवरणं उपेक्षितुं न शक्यते, यतः तत् प्रत्यक्षतया यन्त्रस्य समग्रप्रदर्शनेन सह सम्बद्धम् अस्ति। तदनन्तरं, अस्माभिः परिपथविन्यासस्य डिजाइनं निरन्तरं करणीयम् यत् एतत् सुनिश्चितं भवति यत् एतत् विशिष्टकार्यं कर्तुं शक्नोति तथा च वास्तविक-अनुप्रयोग-आवश्यकतानां पूर्तिं कर्तुं शक्नोति।

अनेकपरीक्षाणां अनन्तरं दलस्य जैविकचिपनिर्माणस्तरः अधिकाधिकं सफलतां प्राप्तवान् अस्ति । २०२१ तमे वर्षे एव वेई डाचेङ्गस्य दलेन विकसितस्य बहुलकस्य अर्धचालकचिपस्य एकीकृतयन्त्रघनत्वं प्रतिवर्गसेन्टिमीटर् एकलक्षं ट्रांजिस्टरं यावत् अभवत् अद्यत्वे तेषां विकसितस्य प्रकाशशिलालेखस्य जैविक-ट्रांजिस्टर-अन्तर-संयोजन-सरणौ ४५०० × ६००० पिक्सेल-परिमितं भवति, यस्य एकीकरणघनत्वं प्रतिवर्गसेन्टिमीटर् ३१ लक्षं ट्रांजिस्टरं भवति, पूर्ण-फ्रेम-आकारस्य चिप्-मध्ये एकीकृताः २७ मिलियन-यन्त्राणि च सन्ति, येन अत्यन्तं बृहत्-परिमाणं एकीकरण-स्तरं प्राप्यते .(ULSI), अग्रणी अन्तर्राष्ट्रीयस्तरस्य।

समृद्धाः विविधाः च अनुप्रयोगसंभावनाः, अर्धचालकउद्योगस्य उत्पादनरेखाभिः सह अत्यन्तं संगताः

"कार्बनिकचिप्सस्य जन्मनः अर्थः न भवति यत् ते सिलिकॉन्-आधारितचिप्सस्य स्थाने स्थास्यन्ति, अपितु ते विशिष्टक्षेत्रेषु अद्वितीयलाभान् प्रयोक्तुं शक्नुवन्ति इति ।" -आधारितचिप्सः केषुचित् क्षेत्रेषु प्रमुखा भूमिकां निर्वहन्ति ।

एकस्फटिकीयसिलिकनस्य तुलने कार्बनिक अर्धचालकानाम् गुणाः कार्याणि च नियन्त्रितसंश्लेषणद्वारा अनुरूपं कर्तुं शक्यन्ते, येन महत्त्वपूर्णं लचीलतां प्रदर्श्यते अनिर्वचनीयं यत् सिलिकॉन्-आधारित-चिप्सः अद्यापि उच्च-प्रदर्शन-अनुप्रयोगेषु यथा संकेत-संसाधन-प्रयोगेषु वर्चस्वं धारयन्ति, विशेषतः केषुचित् उच्च-अन्त-क्षेत्रेषु अद्यत्वे अपि सिलिकॉन-आधारित-चिप्सः प्रथमः विकल्पः अस्ति

"वास्तविक-अनुप्रयोग-परिदृश्येषु विविध-आवश्यकताभिः विविध-समाधानस्य जन्म अभवत् । धारणीय-उपकरणानाम्, मस्तिष्क-कम्प्यूटर-अन्तरफलकस्य, विशेष-अनुप्रयोग-आवश्यकताभिः सह इलेक्ट्रॉनिक-त्वक् इत्यादीनां अभिनव-अनुप्रयोगानाम् कृते कार्बनिक-चिप्स-इत्यनेन अद्वितीयं मूल्यं दर्शितम् । आणविक-संरचनायाः सावधानीपूर्वकं डिजाइनं कृत्वा वयं तस्मै विविधकार्यगुणान् दातुं शक्नुमः, सिलिकॉन्-आधारितसामग्रीषु न सन्ति इति कार्याणि वा अनुप्रयोगाः वा प्राप्तुं समर्थं कर्तुं शक्नुमः" इति सः अवदत् ।

कार्बनिक अर्धचालकानाम् लाभः न केवलं तेषां उत्तमलचीलता, अपितु संरचनात्मकविनियमनस्य माध्यमेन जैवसङ्गतिं प्राप्तुं तेषां क्षमता अपि अस्ति, तस्मात् मानवपर्यावरणस्य अनुकूलतां प्राप्नोति

(क, ख) मानवनेत्रस्य बायोनिक रेटिना च संरचनात्मक आरेखं (ग) 5 × 5 ट्रांजिस्टर सरणीयां प्रकाशविद्युत् सिनैप्स प्रदर्शनस्य प्रदर्शनं (घ) तंत्रिका जाल-आधारित-प्रतिबिम्ब-परिचय-एल्गोरिदम्-मध्ये बायोनिक-रेटिना तथा पारम्परिक-सीएमओएस-प्रकाश-विज्ञापकानाम् तुलना; कार्यप्रदर्शनतुलना।

यथा, पत्रस्य अन्ते वेई डाचेङ्गस्य दलेन प्रदर्शितेषु बायोनिक-इलेक्ट्रॉनिक-अनुप्रयोगेषु अन्यतमः लचील-रेटिना न केवलं पिक्सेल-घनत्वस्य दृष्ट्या मानव-रेटिना-प्रकाशग्राहक-कोशिकानां समकक्षः अस्ति, अपितु तस्य स्मृति-प्रभावाः अपि समानाः सन्ति तथा च इमेज प्रोसेसिंग फंक्शन्स। मानवनेत्रस्य अनुकूलतायाः अनुकरणं कृत्वा एषा प्रौद्योगिकी दृश्यसाधनं चिकित्साप्रत्यारोपणं च मानवशरीरस्य शारीरिकलक्षणस्य समीपे एव समाधानं प्रदातुं शक्नोति, येन भविष्ये बायोनिकप्रौद्योगिक्याः कृते नूतना दिशा सूचयति

लचीले प्रदर्शनस्य क्षेत्रे सामान्यं कार्बनिकप्रकाश-उत्सर्जक-डायोड् (OLED) उदाहरणरूपेण गृह्यताम् मोबाईलफोनाः। दलस्य प्रौद्योगिकी अग्रिमपीढीयाः लचीलप्रदर्शनप्रौद्योगिक्याः, चालकपरिपथानां च अनुसरणं कर्तुं अपि प्रयोज्यम् अस्ति यत् पतले, लघु, मोचनीयं च भवति

सम्प्रति वैज्ञानिकसंशोधनपरिणामानां परिवर्तनं साकारयितुं उद्योगेन सह सहकार्यस्य अवसरान् सक्रियरूपेण अन्वेषयति। प्रकाशशिलालेखनप्रौद्योगिक्याः उपयोगात् एषा प्रौद्योगिकी विद्यमानसूक्ष्मविद्युत्-उद्योगेन सह अत्यन्तं सङ्गता अस्ति । अस्य अर्थः अस्ति यत् विद्यमानसिलिकॉन-आधारितप्रक्रियारेखासु बृहत्-परिमाणेन उत्पादनं प्राप्तुं शक्यते, तस्मात् औद्योगिकीकरणस्य सीमा महत्त्वपूर्णतया न्यूनीभवति

"बाजारस्य माङ्गल्याः आधारेण अनुकूलितं अनुसन्धानं विकासं च वैज्ञानिकसंशोधनपरिणामानां व्यावसायिकीकरणस्य कुञ्जी भविष्यति अपेक्षितं यत् सूक्ष्मविद्युत्प्रौद्योगिक्याः विविधविकासं अधिकं प्रवर्धयितुं शक्नोति।