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明尼苏达大学发现最高电导率纳米薄膜材料
2017-5-26 来源:材料科技在线 点击
关键词:高电导率纳米薄膜材料

  明尼苏达大学一个由科学家领导的研究小组发现了一种新型的具有最高电导率的纳米薄膜材料。该相关论文发表在《自然通信》中,同时此项研究也表示这种新材料可能开发出更小、更快和更强大的电子产品以及更高效的太阳能电池。


明尼苏达大学发现最高电导率纳米薄膜材料(图片来自网络)

   据相关研究人员表示,这种新材料之所以独一无二,不仅是因为它的高导电率,还因它有宽带隙,宽带隙使光线容易通过并呈现光学透明性。大多数情况下,具有宽带隙的材料通常具有低导电率和较差的透明性。 
  “具备了高导电性和宽带隙使其成为制造光学透明导电膜的理想材料,其可用于各种各样的电子器件,包括大功率电子器件、电子显示器、触摸屏以及需要光通过设备的太阳能电池等。”明尼苏达大学化学工程与材料科学教授和研究的首席研究员BharatJalan解释说。
   目前,大多数电子产品中的透明导体都使用了铟这种化学元素。由于过去的二十年里铟的价格普遍上涨,导致现有显示技术成本的增加。因此,为了找到与铟基透明导体一样性能,甚至更好的替代材料,科研人员已经付出了巨大的努力。 
  在这项研究中,研究人员设法找到解决方案。他们开发了一种使用新型合成方法的新的透明导电薄膜,其中它们生长了BaSnO3薄膜(钡,锡和氧的组合,称为锡酸钡),而是用锡的化学前体代替元素锡。该化学前体具有独特的自由基性质,可提高化学反应性,并大大改善该金属氧化物的形成过程。钡和锡都比铟便宜得多,而且非常丰富。 
  明尼苏达大学化学工程与材料科学研究生AbhinavPrakash博说,“我们非常惊讶于在第一次使用锡化学前体的过程中,其发挥了如此重要的作用。这是一次很大的冒险,但对我们来说这是一个很大的突破。” 
  Jalan和Prakash表示,这种新工艺使得他们能够对厚度、组成和缺陷浓度有前所未有的控制,而这种手段可以用来创造材料,并且非常适合于元素难以氧化的许多其他材料体系。新的流程也是可复制和可扩展的。 
  他们进一步补充说,材料结构的优越品质,提高了缺陷浓度,使他们能够发现其高导电性。下一步就是继续减少原子尺度的缺陷。
   “虽然这种材料在相同的材料类别中具有最高的导电性,但是除了如果我们减少缺陷之外,我们还发现它具有新物理学的潜力,并且具有很大的改进空间,所以这是我们的下一个目标,”Jalan说。

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