Skupina raziskovalcev z Univerze v Minnesoti vodil, so odkrili novo nano obsegu tanek filmski material z najvišjo doslej prevodnosti v svojem razredu. Nov material lahko privede do manjše, hitrejše in bolj zmogljive elektronike, pa tudi bolj učinkovite sončne celice.
Odkritje, ki je objavljena v Nature Communications, odprtega dostopa reviji, ki objavlja kakovostne raziskovalne dejavnosti z vseh področij naravoslovja.
Raziskovalci pravijo, da je tisto, kar naredi ta novi material, tako edinstven, da ima visoko prevodnost, ki pomaga elektronika opravi več električne energije in postali močnejši. Toda material ima tudi široko špranjo, kar pomeni, da svetloba lahko zlahka skozi materiala, ki ga optično transparenten. V večini primerov, materiali s širokim bandgap, ponavadi imajo bodisi nizko prevodnost ali slabe preglednosti.
"Visoka prevodnost in širok Pojasni razmikom, da je to idealen material za izdelavo optično pregledne prevodne filme, ki se lahko uporabljajo v različnih elektronskih naprav, vključno z visoko energetsko elektroniko, elektronski zasloni, zasloni na dotik in celo sončnih celic, v katerih je treba svetlobe skozi napravo, "je dejal Bharat Jalan, University of Minnesota kemijska tehnologija in materiali znanosti profesor in vodilni raziskovalec na študiji.
Trenutno je večina preglednih vodnikov v naših elektroniki uporabljajo kemijski element, imenovan indija. Cena indija je šla gor silno v zadnjih nekaj letih občutno dodajanje k stroškom najnovejšo tehnologijo zaslona. Kot rezultat, je bilo sploh mogoče, da bi našli alternativne materiale, ki delujejo, kot tudi, ali še bolje, kot je bilo na osnovi indija preglednih vodnikov.
V tej študiji so raziskovalci našli rešitev. Razvili so novo prozorno prevodno tankim slojem uporabo nove sinteze metoda, pri kateri so se dvignile s tankim slojem BaSnO3 (kombinacija barij, kositra in kisika, ki se imenuje barijevega stanat), vendar nadomesti elementarni vir kositra s kemičnim prekurzorja kositra. Kemična predhodnik kositra ima edinstvene, radikalom, ki izboljšane kemijsko reaktivnost in močno izboljšane proces nastajanja oksida kovine. Oba barijev in kositer so bistveno cenejši kot indija in so obilno na voljo.
"Bili smo zelo presenečeni, kako dobro to nekonvencionalen pristop deloval zelo prvič smo uporabili kemijsko predhodnik kositra," je dejal University of Minnesota kemijska tehnologija in materiali Znanost podiplomski študent Abhinav Prakash, prvi avtor članka. "To je bila velika nevarnost, vendar je bilo precej velik preboj za nas."
Jalan in Prakash omenjeni ta novi postopek jim omogočajo ustvarjanje tega materiala z izjemno nadzor nad debeline, sestave in koncentracije napak in da ta proces mora biti zelo primeren za številne druge materialne sisteme, kjer je element težko oksidira. Novi postopek je tudi ponovljiva in prilagodljiva.
Nadalje je dodal, da je strukturno vrhunsko kakovost z izboljšano koncentracijo napak, ki jim je omogočilo odkriti visoko prevodnost v materialu. Rekli so, da je naslednji korak je, da se še naprej zmanjšujejo napake na atomski ravni.
"Čeprav ima ta material najvišjo prevodnost v istem materialov razreda, da je veliko prostora za izboljšave, poleg, na izjemne možnosti za odkrivanje novih fizike, če zmanjšanje napak. To je naš naslednji cilj," je dejal Jalan.
