मस्तिष्क प्रेरित सर्किट के लिए मुद्रित स्विच

एक मुद्रण योग्य ट्रांजिस्टर आर्किटेक्चर वैनेडियम डाइऑक्साइड में करंट को नियंत्रित करने के लिए रेडॉक्स गेटिंग का उपयोग करता है, जो लचीले सेंसर और उभरते न्यूरोमॉर्फिक हार्डवेयर के लिए कम पावर स्विचिंग को सक्षम करता है।

अमेरिकी ऊर्जा विभाग के आर्गोन नेशनल लेबोरेटरी के वैज्ञानिकों ने दिखाया है कि टिकाऊ, कम शक्ति वाले ट्रांजिस्टर बनाने के लिए कस्टम स्याही और उन्नत मुद्रण विधियों का उपयोग कैसे किया जा सकता है।शोध इस बात पर प्रकाश डालता है कि कैसे मुद्रित इलेक्ट्रॉनिक्स एक दिन लचीले सेंसर, स्मार्ट विंडो और अन्य प्रौद्योगिकियों को सक्षम कर सकते हैं जिनके लिए विश्वसनीय, ऊर्जा-बचत घटकों की आवश्यकता होती है।

इस कार्य का लाभ इलेक्ट्रॉनिक स्विच बनाने की क्षमता है जो बहुत कम वोल्टेज पर काम करते हुए हजारों चक्रों तक चलता है।पारंपरिक मुद्रित उपकरण अक्सर कुछ ही उपयोगों के बाद विफल हो जाते हैं, लेकिन आर्गोन टीम की रिपोर्ट है कि उनके ट्रांजिस्टर बिना किसी गिरावट के 6,000 से अधिक चक्र चला सकते हैं।यह स्थायित्व, कम-शक्ति संचालन के साथ मिलकर, उन क्षेत्रों में अनुप्रयोगों की ओर इशारा करता है जहां ऊर्जा दक्षता और विश्वसनीयता महत्वपूर्ण है।

वैनेडियम डाइऑक्साइड का उपयोग करके, एक ऐसी सामग्री जो कंडक्टर और इन्सुलेटर दोनों के रूप में कार्य कर सकती है, टीम ने ऐसे स्विच बनाए जो वर्तमान प्रवाह को विश्वसनीय रूप से नियंत्रित कर सकते हैं।सामान्य बैटरी से कम वोल्टेज वाले इलेक्ट्रॉनों को जोड़ने या हटाने के लिए रेडॉक्स गेटिंग नामक एक प्रक्रिया लागू की गई थी।यह सौम्य विधि सामग्री को नुकसान पहुंचाने से बचाती है, जिससे उपकरण लंबे समय तक चल सकते हैं।

शोधकर्ता लचीले सेंसर, कम-शक्ति वाले स्मार्ट उपकरणों और यहां तक ​​कि न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग में संभावित उपयोग की ओर इशारा करते हैं, जहां सर्किट मानव मस्तिष्क की जानकारी को संसाधित करने के तरीके की नकल करते हैं।विनिर्माण में, ऐसे मुद्रित घटक लागत को कम कर सकते हैं और तेजी से प्रोटोटाइप को सक्षम कर सकते हैं, जबकि उपभोक्ता प्रौद्योगिकियों में वे रोजमर्रा के उपकरणों के लिए ऊर्जा-बचत इलेक्ट्रॉनिक्स का समर्थन कर सकते हैं।

मुद्रित ट्रांजिस्टर 0.4 से 0.5 वोल्ट तक कम वोल्टेज पर संचालित होते हैं, लगभग एक सेकंड में स्थिति बदल देते हैं, और न्यूनतम ऊर्जा इनपुट के साथ वर्तमान प्रवाह को 50 प्रतिशत तक बढ़ा देते हैं।उपकरणों ने मजबूत प्रतिक्रिया समय और 3डी प्रिंटिंग के माध्यम से अनुकूलित करने की क्षमता के साथ हजारों चक्रों में स्थिर प्रदर्शन दिखाया।शोधकर्ताओं ने स्याही फॉर्मूलेशन को परिष्कृत करने और डिवाइस संरचनाओं का विश्लेषण करने के लिए, ब्रुकहेवन के नेशनल सिंक्रोट्रॉन लाइट सोर्स II के साथ, आर्गन के नैनोस्केल सामग्री और उन्नत फोटॉन स्रोत केंद्र का उपयोग किया।

उपलब्धि पर विचार करते हुए, आर्गन के रसायनज्ञ वेई चेन कहते हैं, "पिछली विधियों में, उपकरण विफल होने से पहले केवल कुछ बार - कभी-कभी केवल 10 चक्र - चला सकते थे। हमारे उपकरण बिना किसी समस्या के हजारों चक्र चला सकते हैं।"