日前,美國賓州州立大學的科研人員發現了一種全新的透明導電材料,能夠讓觸摸屏、太陽能電池等部件變得更加高效,并且降低成本。
有了這種透明導電材料 手機成本或大降(圖片來自Flickr)
賓州州立大學材料科學與工程專業助理教授,赫伯特和他的團隊提出了新的設計方案,他們沒有使用傳統寬禁帶半導體,比如铟錫氧化物或者氧化鋅,而是使用了兩種不同尋常的金屬薄膜,釩酸锶和釩酸鈣(10納米厚)。這項研究被公布在近期的《自然-材料》中。
在常規金屬,如銅,金,鋁或者銀中,電子大多表現出類似于“氣體”的性質。常規金屬一般表現出高反射和高吸收的特性。在文章中,作者解釋為什麼強關聯金屬在保持金屬高導電性的同時,光學性質與常規金屬相比有着極大提升。
赫伯特稱:“通過改變電子的有效質量,我們使金屬變得更加透明。我們選擇一種電子間相互作用大于其動能的材料。由于電子強關聯作用,電子能‘感覺’到彼此,從而使其性質類似于‘液體’而不是沒有相互作用的‘氣體’。這種電子‘液體’仍然非常導電,但是可見光波段的反射卻大大降低,從而提高了透明度。”
西北大學催化及表面科學研究中心主任珀佩爾邁爾教授和西北大學理論材料學龍迪内利教授高度評價了這項工作,他們認為張磊(這篇《自然-材料》的第一作者,同時也是赫伯特研究小組的博士研究生)和赫伯特的文章成功地對自1977年由香農首次提出以摻雜半導體來設計透明導電材料的原理後被人們長期遵循的這種思路進行了挑戰;并且從實驗和理論上證明了本征強關聯金屬也可以被用作為透明導電材料。
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