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日前,美国宾州州立大学的科研人员发现了一种全新的透明导电材料,能够让触摸屏、太阳能电池等部件变得更加高效,并且降低成本。


手机成本或大降-透明导电材料应用作用

宾州州立大学材料科学与工程专业助理教授,赫伯特和他的团队提出了新的设计方案,他们没有使用传统宽禁带半导体,比如铟锡氧化物或者氧化锌,而是使用了两种不同寻常的金属薄膜,钒酸锶和钒酸钙(10纳米厚)。这项研究被公布在近期的《自然-材料》中。

在常规金属,如铜,金,铝或者银中,电子大多表现出类似于“气体”的性质。常规金属一般表现出高反射和高吸收的特性。在文章中,作者解释为什么强关联金属在保持金属高导电性的同时,光学性质与常规金属相比有着极大提升。


赫伯特称:“通过改变电子的有效质量,我们使金属变得更加透明。我们选择一种电子间相互作用大于其动能的材料。由于电子强关联作用,电子能‘感觉’到彼此,从而使其性质类似于‘液体’而不是没有相互作用的‘气体’。这种电子‘液体’仍然非常导电,但是可见光波段的反射却大大降低,从而提高了透明度。”

西北大学催化及表面科学研究中心主任珀佩尔迈尔教授和西北大学理论材料学龙迪内利教授高度评价了这项工作,他们认为张磊(这篇《自然-材料》的第一作者,同时也是赫伯特研究小组的博士研究生)和赫伯特的文章成功地对自1977年由香农首次提出以掺杂半导体来设计透明导电材料的原理后被人们长期遵循的这种思路进行了挑战;并且从实验和理论上证明了本征强关联金属也可以被用作为透明导电材料。


新的透明导电材料能够改变整个电子产业

新透明导电材料

明尼苏达大学(University of Minnesota)的研究人员发现一种可以改变我们所知道的技术的新材料,这种纳米级的薄膜材料是透明且极为导电的。许多普遍的电子产品,像是智慧型手机和太阳能电池,都使用透明的导体。然而,这些导体经常使用持续变得越来越昂贵化学物铟(indium)。

为了创造出一个有成本效益的替代方案,科学家使用钡、氧和锡的独特化学前体生成薄膜。这些材料比铟便宜很多,而且提升材料的化学反应能力。

导电材料不可思议的应用

这种材料不仅仅是有创意科学家们的产物,它有可能是大多数现代科技的未来。随着太阳能发电越来越成为主要的能源,太阳能电池需要不断地更新。这种新材料可能是把太阳能发电提升到更高等级的重要方法,来降低成本并提高效率。

目前,我们的个人设备(例如笔记型电脑,智慧型手机等等),有很大的比例使用可以被这种材料替代的科技。而且,由于它的高导电性,这种材料有一天可以让我们制造出更小、更快、更强大的设备。

随着科技的迅速发展以及对更高效率且更便宜的太阳能电池的需求的增加,这种材料可能使得替代能源甚至变得比石化燃料更具竞争力,并大大改善了我们的电子设备。


导电材料应用

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