Mokslininkų komanda, vadovaujama iš Minesotos universiteto, atrado naują nano-masto plonasluoksnių medžiagą su aukščiausios kada nors laidumo savo klasėje. Nauja medžiaga gali sukelti mažesnėms, greičiau ir daugiau galingas elektronikos, taip pat efektyvesnių saulės elementų.
Šis atradimas yra skelbiama Nature Communications, atviros prieigos žurnalas skelbiančių aukštos kokybės mokslinius tyrimus iš visų gamtos mokslų srityse.
Mokslininkai sako, kad tai, ką daro ši nauja medžiaga tokia unikali, kad ji turi didelį laidumą, kuris padeda elektronikos atlikti daugiau elektros energijos ir tampa galingesni. Bet medžiaga taip pat turi platų Pločio tarpas, o tai reiškia, šviesa gali lengvai praeiti pro medžiagą priėmimo jis optiškai skaidri. Daugeliu atvejų, medžiagos su plataus Pločio tarpas, paprastai turi būti mažo laidumo arba prastos skaidrumą.
"Aukšta laidumas ir platus Pločio tarpas, kad tai ideali medžiaga priėmimo optiškai skaidrios laidžios plėvelės, kuri galėtų būti naudojami įvairių elektroninių prietaisų, įskaitant didelės galios elektronikos, elektroniniai displėjai, jautriais ekranais ir net saulės elementų, kuriais šviesos reikia kirsti prietaisas, "sakė Bharat Jalan A Minesotos universiteto chemijos inžinerijos ir medžiagos Mokslas profesorius ir vadovaujantysis tyrėjas tyrimu.
Šiuo metu dauguma skaidrių laidininkų mūsų elektronikos naudoti cheminį elementą, vadinamą indžio. Iš indžio kaina pakilo milžiniškai per pastaruosius kelerius metus gerokai pridedant prie dabartinio ekrano technologija kaina. Kaip rezultatas, buvo milžiniškas pastangų rasti alternatyvių medžiagų, kurios dirba taip pat, ar net geriau, nei indžio remiantis skaidriais laidininkų.
Šiame tyrime, mokslininkai rado sprendimą. Jie sukūrė naują skaidrų dirigavimo ploną, naudojant naujoviškas sintezės metodą, kurioje jie augo BaSnO3 ploną (bario, alavo ir deguonies derinys, vadinamas bario stanatas), bet pakeisti elementinio alavo šaltinį su chemijos pirmtakas skardos. Cheminė medžiaga pirmtakas alavo turi unikalius, radikalų savybių, kurios pagerino cheminis reaktyvumas ir žymiai pagerina metalo oksido formavimo procese. Tiek bario ir alavo yra žymiai pigiau nei indžio ir yra gausiai prieinama.
"Mes buvome gana nustebęs, kaip gerai tai netradicinis požiūris dirbo labai pirmą kartą, mes naudojamas alavo cheminį pirmtakas," sakė Minesotos universiteto chemijos inžinerijos ir medžiagos Mokslas magistrantas Abhinav Prakash, pirmasis autorius popieriaus. "Tai buvo didelė rizika, bet tai buvo gana didelis laimėjimas už mus."
Jalan ir Prakash sakė šis naujas procesas leido jiems sukurti šią medžiagą su precedento kontroliuoti storio, sudėtį, ir defektų koncentracijos ir kad šis procesas turėtų būti labai tinka kitos medžiagos sistemų, kur elementas yra sunku oksiduoti. Naujas procesas taip pat atkuriami ir plečiasi.
Jie dar pridūrė, kad tai buvo struktūriškai aukščiausios kokybės su patobulinta defektų koncentracija, kuri leido jiems atrasti didelį laidumą medžiagoje. Jie sakė, kad kitas žingsnis yra toliau mažinti defektus atomo lygmeniu.
"Nors ši medžiaga turi didžiausią laidumą per tą patį medžiagų klasei, yra daug tobulintinų be to, negrąžintos potencialo atrasti naujų fizikos jei mes sumažinti defektų. Štai mūsų kitas tikslas", sakė Jalan.
