Новый материал, который является одновременно высокопрозрачным и электропроводящим, был недавно обнаружен учеными-материаловедами и инженерами из Университета штата Пенсильвания. Ученые университета сходятся во мнении, что он может быть использован для производства не только дисплеев с большим экраном, но и так называемых «умных окон» и даже сенсорных экранов и солнечных батарей более экономично и эффективно, чем когда-либо прежде, заменив ITO, который использовался до сих пор.
Эффективная и экономичная замена ITO
Оксид индия и олова, или сокращенно ITO, представляет собой прозрачный проводник, который используется во многих дисплеях. Однако содержащийся в нем индий является редким и, прежде всего, дорогостоящим материалом, возникновение которого на земле исчерпается всего через несколько лет. Вот почему исследователи во всем мире годами искали замену, которая, по крайней мере, была бы на равных. Со временем также было создано множество альтернатив. Но до сих пор ни одному не удалось полностью вытеснить или полностью заменить ИТО (и его отличные оптические и электрические свойства).
Этот факт стал решающим для исследователей Университета штата Пенсильвания для научной работы, успех которой был опубликован на сайте университета в начале декабря 2015 года. При этом они обнаружили, что существует класс материалов, которые могут конкурировать с ITO и в то же время значительно дешевле, чем ITO.
Ванадат стронция и ванадат кальция
Исследователи используют тонкую пленку толщиной 10 нанометров из необычного класса материалов. Так называемый коррелированный металл, в котором электроны текут как жидкость. В нормальных металлах, таких как медь, золото, алюминий или серебро, электроны текут как частицы в газе. Но в коррелированных металлах, таких как ванадат стронция (SrVO3) и ванадат кальция (CaVO3), они взаимодействуют друг с другом.
Это придает материалу высокий уровень оптической прозрачности и металлоподобную проводимость. А как только на них падает свет, он становится еще более прозрачным. Двумя материалами, над которыми специально работали исследователи, были стронций и ванадат кальция.
Индий против ванадия
В настоящее время один килограмм индия стоит около 750 долларов. По сравнению с ванадием, который в настоящее время стоит всего 25 долларов за кг, последний значительно дешевле купить. Стронций еще дешевле. Таким образом, процедура, открытая учеными, является заманчивой альтернативой для ITO.
