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2017-05-09 16:34 |
可用于改進(jìn)電子設(shè)備和太陽能電池性能的新型透明薄膜材料
由明尼蘇達(dá)大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的納米級薄膜材料，其導(dǎo)電率非常高。這種新材料可能會(huì)有助于實(shí)現(xiàn)更小，更快，更強(qiáng)大的電子設(shè)備，以及更高效的太陽能電池。 HoBx0N9\2
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這一發(fā)現(xiàn)近期發(fā)表在《自然通訊》雜志上，這本雜志是一個(gè)開放型期刊，出版了許多高品質(zhì)的研究成果，其領(lǐng)域涉及到自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。 $$AZ)#t[
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研究人員說，使這種新材料如此獨(dú)特的原因是，它所具有的高導(dǎo)電性，這有助于電子設(shè)備的導(dǎo)電效率更高和導(dǎo)電能力變得更強(qiáng)大。但材料也有一個(gè)寬的帶隙，這意味著光可以很容易地通過材料，從而使其變得透明。而在大多數(shù)情況下，當(dāng)材料具有寬的帶隙時(shí)，通常具有較低的低導(dǎo)電性或透明性差。 +kI}O*s
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“高導(dǎo)電性、寬禁帶使這一理想的制造光學(xué)透明導(dǎo)電薄膜，可廣泛用于作為各種電子設(shè)備的材料，包括高功率電子器件、電子顯示屏、觸摸屏和太陽能電池等各種需要光透過的裝置，” Bharat Jalan說，他是明尼蘇達(dá)大學(xué)化學(xué)工程與材料科學(xué)教授且是這項(xiàng)研究的首席研究員。 5a |[cR
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目前，我們在我們電子設(shè)備中大部分透明的導(dǎo)體，所使用的是一種叫做銦的化學(xué)元素。在過去幾年里，銦的價(jià)格大幅上漲，大大增加了當(dāng)前顯示技術(shù)的成本。因此，目前研究人員正在付出巨大的努力，嘗試找到替代材料，以及工作狀態(tài)比銦基透明導(dǎo)體甚至更好的材料。 $ #^3>u
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在這項(xiàng)研究中，研究人員找到了一個(gè)解決方案。他們開發(fā)了一種新的透明導(dǎo)電薄膜，使用一種新的合成方法，其中他們長大了錫酸鋇（BaSnO3）薄膜（結(jié)合鋇、錫和氧，稱為錫酸鋇），但取代了元素錫的化學(xué)前體。錫的化學(xué)前體具有獨(dú)特的，具有激進(jìn)的屬性，提高了化學(xué)反應(yīng)性，大大提高了金屬氧化物的形成過程。相比銦元素鋇和錫都是特別便宜且大量可用的。 8hV]t'/;
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“我們第一次使用錫的化學(xué)前體時(shí)，這種非常規(guī)的技術(shù)方法所帶來的獨(dú)特性質(zhì)令我們非常驚訝，”明尼蘇達(dá)大學(xué)化學(xué)工程與材料科學(xué)的研究生Abhinav Prakash說，他是該論文的第一作者。“這是一個(gè)很大的冒險(xiǎn)，但對我們來說是一個(gè)很大的突破。” THl: >s
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Jalan和Prakash表示這種新的過程，允許他們以前所未有的控制特性創(chuàng)造這樣材料，如厚度、物質(zhì)組成、缺陷的濃度等，這個(gè)過程應(yīng)該是非常適合于許多其他材料系統(tǒng)中的元素是硬質(zhì)氧化。新工藝具有非常好的重現(xiàn)性和可擴(kuò)展性。 mI2Gs) SO
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他們進(jìn)一步補(bǔ)充說，通過結(jié)構(gòu)質(zhì)量的優(yōu)化與缺陷濃度的改進(jìn)，使他們能夠發(fā)現(xiàn)高導(dǎo)電性的材料。他們說下一步是繼續(xù)減少原子尺度上的缺陷。 {9J| \Zz3
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“即使這種材料在同一材料類中具有最高的導(dǎo)電率，但還有許多改進(jìn)的空間，如果我們減少缺陷，將會(huì)發(fā)現(xiàn)新物理特性的突出潛力。這就是我們的下一個(gè)目標(biāo)，”Jalan說。 A._CCou
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原文來源：https://phys.org/news/2017-05-discovery-transparent-thin-material-electronics.html
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