یک ماده جدید که هم بسیار شفاف و هم رسانای الکتریکی است، اخیرا توسط دانشمندان و مهندسان دانشگاه ایالتی پن کشف شده است. دانشمندان این دانشگاه بر این باورند که می توان از ان برای تولید نه تنها نمایشگرهای صفحه نمایش بزرگ، بلکه به اصطلاح "پنجره های هوشمند" و حتی صفحه نمایش لمسی و سلول های خورشیدی مقرون به صرفه تر و کارامدتر از همیشه استفاده کرد و جایگزین ITO شد که تاکنون مورد استفاده قرار گرفته است.
جایگزینی ITO کارامد و مقرون به صرفه
اکسید قلع ایندیوم یا ITO به طور خلاصه یک هادی شفاف است که در بسیاری از نمایشگرها استفاده می شود. با این حال، ایندیوم موجود در ان یک ماده نادر و مهمتر از همه گران قیمت است که وقوع ان در زمین تنها در چند سال خسته خواهد شد. به همین دلیل است که محققان در سراسر جهان سالهاست که به دنبال جایگزینی هستند که حداقل در جایگاه برابر باشد. با گذشت زمان، گزینه های زیادی نیز ایجاد شده است. اما تا کنون، حتی یک نفر موفق به جابجایی کامل یا جایگزینی کامل ITO (و خواص نوری و الکتریکی عالی ان) نشده است.
این واقعیت برای محققان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا برای کار علمی تعیین کننده بود که موفقیت ان در اوایل دسامبر 2015 در وب سایت دانشگاه منتشر شد. با انجام این کار، انها کشف کردند که یک کلاس از مواد وجود دارد که می تواند با ITO رقابت کند و در عین حال به طور قابل توجهی ارزان تر از ITO است.
وانادات استرانسیوم و وانادات کلسیم
محققان از فیلم نازک با ضخامت 10 نانومتر از یک کلاس غیر معمول از مواد استفاده می کنند. به اصطلاح فلز همبسته که در ان الکترون ها مانند یک مایع جریان دارند. در فلزات معمولی مانند مس، طلا، الومینیوم یا نقره، الکترون ها مانند ذرات در یک گاز جریان دارند. اما در فلزات همبسته مانند استرانسیم وانادات (SrVO3) و وانادات کلسیم (CaVO3)، انها با یکدیگر تعامل دارند.
این به مواد سطح بالایی از شفافیت نوری و هدایت فلزی مانند می دهد. و به محض اینکه نور روی انها می افتد، حتی شفاف تر می شود. دو ماده ای که محققان به طور خاص بر روی ان کار می کردند استرانسیم و وانادات کلسیم بودند.
ایندیم در مقابل وانادیوم
در حال حاضر یک کیلوگرم ایندیم حدود 750 دلار هزینه دارد. در مقایسه با وانادیوم، که در حال حاضر تنها 25 دلار برای هر کیلوگرم هزینه دارد، خرید دومی به طور قابل توجهی ارزان تر است. استرانسیوم حتی ارزان تر است. بنابراین، روش کشف شده توسط دانشمندان یک جایگزین وسوسه انگیز برای ITO است.
