Tim istraživača, na čelu sa University of Minnesota, otkrili su novi nano-skali tanki sloj materijala sa najvećom ikada provodljivost u svojoj klasi. Novi materijal bi moglo dovesti do manji, brži i snažniji elektronike, kao i efikasnije solarne ćelije.
Otkriće je objavljeno u časopisu Nature Communications, otvoren pristup časopis koji objavljuje istraživanje visoke kvalitete iz svih područja prirodnih znanosti.
Istraživači kažu da je ono što čini ovaj novi materijal tako jedinstvenim je da ima visoku provodljivost, koja pomaže elektronika provesti više električne energije i postati moćniji. Ali materijal također ima širok bandgap, što znači svjetlo može lako proći kroz materijal što ga čini optički transparentan. U većini slučajeva, materijala sa širokim bandgap, obično imaju ili niske provodljivosti ili loše transparentnosti.
"Visoka provodljivost i široka bandgap čine ovo idealan materijal za izradu optički transparentno vođenje filmova koji se mogu koristiti u širokom spektru elektronskih uređaja, uključujući visoku elektronike snage, elektronski prikazuje, ekran osetljiv na dodir, pa čak i solarne ćelije u kojima svjetlo mora da prođe kroz uređaja ", rekao je Bharat Jalan, a University of Minnesota kemijskog inženjerstva i materijala profesor nauke i glavni istraživač na studiji.
Trenutno, većina transparentne provodnika u našoj elektronike koriste hemijski element pod nazivom indijum. Cena indijum porasla strahovito u proteklih nekoliko godina znatno dodajući troškove trenutne tehnologije ekrana. Kao rezultat toga, bilo je ogroman napor da alternativne materijale koji rade kao dobro, ili još bolje, nego indija-based transparentan provodnika.
U ovoj studiji, istraživači su otkrili rješenje. Oni su razvili novi transparentno vođenje tanak film koristeći novu metodu sinteze, u kojem su rasli a BaSnO3 tankog filma (kombinacija barijum, Tin i kisika, pod nazivom barij stanat), ali je zamijenio elementarni izvor kositra sa hemijskim prekursor lima. Kemijski preteča Tin ima jedinstvene, radikalni svojstva koja poboljšane kemijski reaktivnost i znatno poboljšan proces formiranja oksida metala. Oba barija i Tin su znatno jeftiniji od indijum i obilno na raspolaganju.
"Bili smo iznenađeni koliko dobro ovaj nekonvencionalan pristup radila po prvi put smo koristili tin hemijski prekursor", rekao je University of Minnesota kemijskog inženjerstva i nauke o materijalima student Abhinav Prakash, prvi autor rada. "To je bio veliki rizik, ali to je prilično veliki proboj za nas."
Jalan i Prakash, rekao je ovaj novi proces im je omogućilo da stvori ovaj materijal sa bez presedana kontrolu nad debljina, sastav i koncentracija defekt i da ovaj proces treba biti visoko pogodan za niz drugih materijala sistema gdje je element je teško oksidira. Novi proces je također ponovljive i skalabilan.
Oni su dalje dodao da je strukturno vrhunskog kvaliteta sa poboljšanom defekt koncentracija koja im je omogućila da otkrije visoke vodljivosti u materijalu. Rekli su da je sljedeći korak je da se nastavi smanjiti nedostatke na atomskom nivou.
"Iako ovaj materijal ima najveći provodljivost unutar istog materijala klase, ima mnogo prostora za poboljšanje toga, na izuzetan potencijal za otkrivanje novih fizike ako smanjite nedostatke. To je naš sljedeći cilj", rekao je Jalan.
