Een nieuw materiaal dat zowel zeer transparant als elektrisch geleidend is, werd onlangs ontdekt door materiaalwetenschappers en ingenieurs aan de Penn State University. De wetenschappers van de universiteit zijn het erover eens dat het kan worden gebruikt om niet alleen grote schermen te produceren, maar ook zogenaamde "slimme vensters" en zelfs touchscreens en zonnecellen kosteneffectiever en efficiënter dan ooit tevoren, ter vervanging van de ITO die tot nu toe is gebruikt.
Efficiënte en kosteneffectieve ITO-vervanging
Indiumtinoxide, of kortweg ITO, is een transparante geleider die in veel displays wordt gebruikt. Het indium dat erin zit, is echter een zeldzaam en vooral duur materiaal, waarvan het voorkomen op aarde binnen een paar jaar uitgeput zal zijn. Daarom zijn onderzoekers over de hele wereld al jaren op zoek naar een vervanger die op zijn minst op gelijke voet staat. In de loop van de tijd zijn er ook veel alternatieven gecreëerd. Maar tot nu toe is geen enkele erin geslaagd om de ITO (en zijn uitstekende optische en elektrische eigenschappen) volledig te verdringen of volledig te vervangen.
Dit feit was doorslaggevend voor de onderzoekers van Penn State University voor het wetenschappelijke werk, waarvan het succes begin december 2015 op de website van de universiteit werd gepubliceerd. Daarbij ontdekten ze dat er een klasse van materialen is die kan concurreren met ITO en tegelijkertijd aanzienlijk goedkoper is dan ITO.
Strontiumvanadaat en calciumvanadaat
De onderzoekers gebruiken dunne, 10 nanometer dikke film van een ongewone klasse materialen. Zogenaamd gecorreleerd metaal waarin de elektronen stromen als een vloeistof. In normale metalen zoals koper, goud, aluminium of zilver stromen elektronen als deeltjes in een gas. Maar in gecorreleerde metalen zoals strontiumvanadaat (SrVO3) en calciumvanadaat (CaVO3) interageren ze met elkaar.
Dit geeft het materiaal een hoge mate van optische transparantie en metaalachtige geleidbaarheid. En zodra er licht op valt, wordt het nog transparanter. De twee materialen waar onderzoekers specifiek aan werkten waren strontium en calciumvanadaat.
Indium versus Vanadium
Momenteel kost een kilo indium ongeveer $ 750. In vergelijking met vanadium, dat momenteel slechts $ 25 per kg kost, is de laatste aanzienlijk goedkoper in aanschaf. Strontium is nog goedkoper. De door de wetenschappers ontdekte procedure is dus een verleidelijk alternatief voor ITO.
