Tim istraživača, koji je vodio Sveučilište u Minnesoti, otkrio je novi nano-skalabilni tankoslojni materijal s najvećom provodljivošću u svojoj klasi. Novi materijal može dovesti do manje, brže i moćnije elektronike, kao i učinkovitije solarne ćelije.
Otkriće se objavljuje u časopisu Nature Communications, časopisu otvorenog pristupa koji objavljuje visoko kvalitetna istraživanja iz svih područja prirodnih znanosti.
Istraživači kažu da je ono što ovaj novi materijal čini tako jedinstvenima da ima visoku provodljivost koja pomaže elektronici da provodi više električne energije i postane snažnija. Ali materijal ima i široki pojas, što znači da svjetlost lako prolazi kroz materijal, što ga čini optički transparentnim. U većini slučajeva, materijali s širokim razmakom razmaka, obično imaju nisku vodljivost ili slabu prozirnost.
"Visoka provodljivost i široki pojas za razmak čine ovo idealnim materijalom za izradu optički transparentnih vodljivih filmova koji bi se mogli koristiti u širokom rasponu elektroničkih uređaja, uključujući i veliku elektroniku, elektronske zaslone, zaslon osjetljiv na dodir i čak i solarne ćelije u kojima treba proći svjetlo Uređaj ", rekao je Bharat Jalan, profesor kemijskog inženjerstva i profesora znanosti o materijalima Sveučilišta u Minnesoti i glavni istraživač na studiju.
Trenutno, većina transparentnih vodiča u našoj elektronici koristi kemijski element nazvan indium. Cijena indija u posljednjih nekoliko godina znatno je porasla, što je značajno povećalo trošak tekuće tehnologije prikaza. Kao rezultat toga, došlo je do ogromnih napora da pronađu alternativne materijale koji rade, ili još bolje, od indijskih prozirnih vodiča.
U ovoj studiji, istraživači su pronašli rješenje. Razvili su novi prozirni tankoslojni film uporabom nove metode sinteze u kojoj su rasli tanki film BaSnO3 (kombinacija barija, kositra i kisika, nazvan barijev stanat), ali zamijenio je elementarnu otopinu kositra kemijskim pretečom kositra. Kemijski precursor kositra ima jedinstvena, radikalna svojstva koja poboljšavaju kemijsku reaktivnost i znatno poboljšavaju proces stvaranja metalnih oksida. I barij i kositar su znatno jeftiniji od indijuma i vrlo su dostupni.
"Bili smo iznenađeni koliko je ovaj neobični pristup radio prvi put kada smo koristili kemijski predstojnik kositra", izjavio je student Abhinav Prakash, diplomirani student kemijskog inženjerstva i matematike na Sveučilištu Minnesote, prvi autor ovog rada. "Bio je to veliki rizik, ali za nas je to bio vrlo veliki proboj".
Jalan i Prakash izjavili su da je taj novi proces omogućio stvaranje tog materijala bez presedana kontrole nad debljinom, sastavu i koncentracijama defekata te da taj proces treba biti vrlo pogodan za niz drugih materijalnih sustava u kojima je taj element teško oksidirati. Novi proces je također reproducibilan i skalabilan.
Nadalje, dodali su da je bila strukturno vrhunska kvaliteta s poboljšanom koncentracijom manjka koja im je omogućila otkrivanje visoke vodljivosti materijala. Rekli su da je sljedeći korak dalje smanjiti nedostatke na atomskoj skali.
"Iako ovaj materijal ima najvišu provodljivost unutar iste klase materijala, osim toga, postoji mnogo prostora za poboljšanje, i za izniman potencijal za otkrivanje nove fizike ako smanjimo nedostatke. To je naš sljedeći cilj", rekao je Jalan.
