ট্রানজিস্টরের কার্যকারিতার সময় একটি হোল চ্যানেল গঠিত হয়, এবং একই সাথে একটি ক্যাটায়ন-প্ররোচিত বৈদ্যুতিক দ্বিস্তর তৈরি হয়।
সিউল ন্যাশনাল ইউনিভার্সিটির গবেষকরা একটি অতি-নিম্ন-ভোল্টেজের ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল অর্গানিক লাইট-এমিটিং ট্রানজিস্টর তৈরি করেছেন, যা একটি একক সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের মধ্যেই একই সাথে সিগন্যাল প্রসেসিং, মেমরি এবং আলো নিঃসরণের কাজ করতে পারে। আলো-নিঃসরণকারী পলিমার সেমিকন্ডাক্টর চ্যানেলে একটি আয়ন-পরিবহন বর্ধক যুক্ত করার মাধ্যমে, দলটি ড্রেন-ইলেকট্রোড ইন্টারফেসে ইলেকট্রিক-ডাবল-লেয়ার গঠন সক্ষম করেছে। এর ফলে প্রচলিত পদ্ধতিতে ব্যবহৃত উচ্চ ভোল্টেজ বা অস্থিতিশীল এন-টাইপ ডোপিংয়ের উপর নির্ভর না করেই কার্যকরভাবে ইলেকট্রন প্রবেশ করানো সম্ভব হয়।
এর ফলে, ডিভাইসটি একটি সরল একক-সক্রিয়-স্তর কাঠামো বজায় রেখেই স্বল্প-ভোল্টেজে কার্যকারিতা, বিস্তৃত ও স্থানিকভাবে স্থির আলোক নিঃসরণ এবং সেই সাথে নিউরোমরফিক সংকেত-প্রক্রিয়াকরণ কার্যকারিতা—উভয়ই অর্জন করতে সক্ষম হয়েছে।
গবেষণাটি নেচার মেটেরিয়ালস জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে।
পরিধানযোগ্য ইলেকট্রনিক্স দ্রুত স্মার্টওয়াচ এবং স্মার্ট গ্লাস ছাড়িয়ে পরবর্তী প্রজন্মের ব্যবহারকারী-বান্ধব প্ল্যাটফর্মে রূপান্তরিত হচ্ছে, এবং ভবিষ্যতে এটি ত্বকের উপর পরিধানযোগ্য ও প্রতিস্থাপনযোগ্য ডিভাইসের দিকে প্রসারিত হবে।
বিশেষ করে, ত্বকের উপর পরিধানযোগ্য ডিভাইস এবং সেইসাথে সমন্বিত সেমিকন্ডাক্টর প্রযুক্তি, যা একটি একক প্ল্যাটফর্মে সেন্সিং, সিগন্যাল প্রসেসিং, মেমরি ও ডিসপ্লে ফাংশনগুলিকে একত্রিত করে, সেগুলোকে পরবর্তী প্রজন্মের স্বাস্থ্যসেবা এবং ভবিষ্যৎ ইলেকট্রনিক্স শিল্পের জন্য মূল সহায়ক প্রযুক্তি হিসেবে বিবেচনা করা হয়।
সাম্প্রতিককালে, পরিধানযোগ্য ইলেকট্রনিক্স সাধারণ জৈব-সংকেত শনাক্তকরণের গণ্ডি পেরিয়ে রিয়েল-টাইম সংকেত প্রক্রিয়াকরণ এবং দৃশ্যায়নের দিকে অগ্রসর হয়েছে।
তবে, এখন পর্যন্ত এই ফাংশনগুলো সাধারণত আলাদা সংযুক্ত ডিভাইস ব্যবহার করে বাস্তবায়ন করা হয়েছে, যার ফলে জটিল কাঠামো, বিশাল ও অনমনীয় উপাদান এবং উচ্চ শক্তি খরচ দেখা গেছে। তাই, একটি সাধারণ ডিভাইস কাঠামোর মধ্যে একাধিক ফাংশনকে একীভূত করা একটি বড় চ্যালেঞ্জ হয়ে দাঁড়িয়েছে।
১. কেন বর্তমান ডিভাইসগুলো ব্যর্থ হয়
জৈব আলো-নিঃসরণকারী ট্রানজিস্টরগুলো পরবর্তী প্রজন্মের পরিধানযোগ্য ইলেকট্রনিক্সের জন্য সম্ভাবনাময় উপাদান হিসেবে মনোযোগ আকর্ষণ করেছে, কারণ এগুলো একটিমাত্র ডিভাইসে ট্রানজিস্টর এবং আলো-নিঃসরণকারী ডায়োডের কার্যকারিতা একত্রিত করতে পারে।
তবে, পার্শ্বীয় ইলেকট্রোড কাঠামোযুক্ত প্রচলিত জৈব ট্রানজিস্টরগুলিতে ইলেকট্রোডগুলির মধ্যে দীর্ঘ দূরত্ব এবং বৃহৎ ইলেকট্রন-ইনজেকশন প্রতিবন্ধকতার কারণে ৮০ থেকে ১৮০ ভোল্টের মতো উচ্চ অপারেটিং ভোল্টেজের প্রয়োজন হয়।
এমনকি অপারেটিং ভোল্টেজ কমানোর জন্য ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল আয়ন ডোপিং ব্যবহার করা হলেও, ৩.৫ ভোল্টের বেশি প্রয়োজন হয় এবং নির্গমন অঞ্চলটি সংকীর্ণ ও অস্থিতিশীল থেকে যায়, যা বাস্তব ডিসপ্লে এবং বুদ্ধিমান পরিধানযোগ্য ইলেকট্রনিক সিস্টেমে এর ব্যবহারিক প্রয়োগকে সীমিত করে।
২. নতুন ট্রানজিস্টর কিভাবে কাজ করে
গবেষক দলটি একটি অতি-নিম্ন-ভোল্টেজের তড়িৎ-রাসায়নিক জৈব আলো-নিঃসরণকারী ট্রানজিস্টর তৈরি করেছে, যা একটি একক জৈব ট্রানজিস্টরের মধ্যেই সংকেত প্রক্রিয়াকরণ, মেমরি এবং আলো নিঃসরণকে সমন্বিত করে।
সক্রিয় স্তরে একটি আয়ন-পরিবহন বর্ধক অন্তর্ভুক্ত করে ইলেকট্রোড ইন্টারফেসে ইলেকট্রিক-ডাবল-লেয়ার গঠন প্ররোচিত করার মাধ্যমে, দলটি প্রচলিত পদ্ধতিতে ব্যবহৃত উচ্চ ভোল্টেজ বা অস্থিতিশীল ডোপিংয়ের উপর নির্ভর না করে কার্যকর ইলেকট্রন ইনজেকশনের জন্য একটি নতুন কৌশল প্রবর্তন করেছে।
এর ফলে একটি প্রশস্ত ও স্থিতিশীল নির্গমন অঞ্চল বজায় রেখে ৩.৫ ভোল্টের কম ভোল্টেজেও আলো নির্গমন সম্ভব হয়েছে, যা পূর্বে কার্যকারিতার জন্য অত্যন্ত কম বলে বিবেচিত হতো।
ডিভাইসটি সংকেত-প্রক্রিয়াকরণ এবং স্মৃতি বৈশিষ্ট্যও প্রদর্শন করেছে, যেখানে বারবার উদ্দীপনার প্রভাবে প্রতিক্রিয়াগুলো জমা হয়ে সময়ের সাথে সাথে সংরক্ষিত থাকে, এবং মাত্র দুটি ১.৫ ভোল্টের ব্যাটারি দ্বারা চালিত একটি নমনীয় পরিধানযোগ্য ডিসপ্লে সিস্টেমে এর কার্যকারিতা আরও প্রদর্শন করা হয়েছে।
এই গবেষণাটি দেখায় যে, এমনকি একটি সাধারণ একক-সক্রিয়-স্তর কাঠামোতেও স্থিতিশীল আলো নিঃসরণ এবং বুদ্ধিদীপ্ত কার্যকারিতা একই সাথে অর্জন করা সম্ভব, যা পরিধানযোগ্য অ্যাপ্লিকেশনের জন্য জৈব ট্রানজিস্টরের সম্ভাবনাকে ব্যাপকভাবে প্রসারিত করে।
৩. পরিধানযোগ্য ডিভাইসের উপর সম্ভাব্য প্রভাব
এই গবেষণাটি এই কারণে তাৎপর্যপূর্ণ যে, এটি সিগন্যাল প্রসেসিং, মেমরি এবং আলোক নিঃসরণকে একটি একক ডিভাইসে সমন্বিত করে, যা প্রচলিত পরিধানযোগ্য ইলেকট্রনিক সিস্টেমের সীমাবদ্ধতা হ্রাস করে, যেখানে একাধিক পৃথক উপাদান তৈরি এবং আন্তঃসংযুক্ত করার প্রয়োজন হয়।
বিশেষত, ইনপুট উদ্দীপনার প্রতি ক্রমসঞ্চয়ী ও ধারণমূলক প্রতিক্রিয়া প্রদর্শনের মাধ্যমে এটি পরবর্তী প্রজন্মের এমন ইলেকট্রনিক্সের সম্ভাবনাকে তুলে ধরে, যা তথ্য প্রক্রিয়াকরণ করে আলোর মাধ্যমে তাৎক্ষণিকভাবে ফলাফল প্রদর্শন করতে পারে।
প্রচলিত পরিধানযোগ্য ডিভাইসগুলো চলাচলের সময় ব্যবহারকারীদের জন্য পরিমাপকৃত সংকেতগুলো রিয়েল টাইমে যাচাই করা কঠিন করে তোলে, কিন্তু এই প্রযুক্তি রিয়েল-টাইম পর্যবেক্ষণ এবং তাৎক্ষণিক তথ্য সরবরাহের পথ দেখায়।
আশা করা হচ্ছে, এটি পুনর্বাসন, জরুরি রোগী পরিচর্যা, ব্যায়াম পর্যবেক্ষণ, ত্বকের ওপর স্থাপিত ইলেকট্রনিক্স এবং স্মার্ট স্বাস্থ্যসেবার মতো ক্ষেত্রে সম্প্রসারিত হবে এবং সংশ্লিষ্ট শিল্পগুলোর জন্য একটি মূল সহায়ক প্রযুক্তি হিসেবে কাজ করতে পারে।
অধ্যাপক তে-উ লি ২০২৬ সালে সায়েন্স এবং নেচার-এ পরপর প্রকাশনার মাধ্যমে বিশ্ব-নেতৃত্বস্থানীয় গবেষণা প্রতিযোগিতা প্রদর্শন করেছেন।
এই কাজটি কম ভোল্টেজে একটিমাত্র সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসে আলো নিঃসরণ, সিগন্যাল প্রসেসিং এবং মেমরির কার্যকারিতা সমন্বিত করার মাধ্যমে প্রচলিত আলো-নিঃসরণকারী ডিভাইসগুলোকে ছাড়িয়ে যায়, যা পরবর্তী প্রজন্মের বুদ্ধিমান পরিধানযোগ্য ইলেকট্রনিক্সের জন্য একটি নতুন দিকনির্দেশনা উপস্থাপন করে।
গবেষণাটির নেতৃত্বদানকারী অধ্যাপক তে-উ লি বলেন, "এই কাজটি বিশেষভাবে তাৎপর্যপূর্ণ কারণ এটি প্রমাণ করে যে, প্রসেসিং, মেমরি এবং ডিসপ্লে ইউনিটগুলোকে আলাদাভাবে তৈরি ও সংযোগ করার প্রয়োজন ছাড়াই সমস্ত কার্যকারিতা একটি একক সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের মধ্যে সমন্বিত করা যেতে পারে।"
তিনি আরও বলেন, "ভবিষ্যতে আমরা এই প্রযুক্তিকে আরও উন্নত করে একটি অন-স্কিন সেমিকন্ডাক্টর প্ল্যাটফর্মে পরিণত করার পরিকল্পনা করছি, যা বুদ্ধিমান কৃত্রিম ত্বক এবং পরিধানযোগ্য স্বাস্থ্যসেবায় প্রয়োগযোগ্য হবে।"
এই প্রযুক্তিটি এই কারণেও তাৎপর্যপূর্ণ যে, এটি একটিমাত্র স্বল্প-ভোল্টেজের সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসে বহুমুখী কার্যকারিতা প্রদর্শনের মাধ্যমে প্রচলিত আলো-নিঃসরণকারী সেমিকন্ডাক্টরকে ছাড়িয়ে যায়।
এই অর্থে, এটি ত্বকের উপর পরিধানযোগ্য বুদ্ধিমান ইলেকট্রনিক্সের জন্য একটি নতুন দিকনির্দেশনা দেয়, যা মানুষ ও যন্ত্রের মধ্যে রিয়েল-টাইম মিথস্ক্রিয়া সম্ভব করে তোলে।
পোস্ট করার সময়: ২২-জুন-২০২৬