由明尼蘇達大學(xué)的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組發(fā)現(xiàn)了一種新型的具有最高電導(dǎo)率的納米薄膜材料。該相關(guān)論文發(fā)表在《自然通信》中，同時此項研究也表示這種新材料可能開發(fā)出更小、更快和更強大的電子產(chǎn)品以及更高效的太陽能電池。

    據(jù)相關(guān)研究人員表示，這種新材料之所以獨一無二，不僅是因為它的高導(dǎo)電率，還因它有寬帶隙，寬帶隙使光線容易通過并呈現(xiàn)光學(xué)透明性。大多數(shù)情況下，具有寬帶隙的材料通常具有低導(dǎo)電率和較差的透明性。

    “具備了高導(dǎo)電性和寬帶隙使其成為制造光學(xué)透明導(dǎo)電膜的理想材料，其可用于各種各樣的電子器件，包括大功率電子器件、電子顯示器、觸摸屏以及需要光通過設(shè)備的太陽能電池等。”明尼蘇達大學(xué)化學(xué)工程與材料科學(xué)教授和研究的首席研究員Bharat Jalan解釋說。

    目前，大多數(shù)電子產(chǎn)品中的透明導(dǎo)體都使用了銦這種化學(xué)元素。由于過去的二十年里銦的價格普遍上漲，導(dǎo)致現(xiàn)有顯示技術(shù)成本的增加。因此，為了找到與銦基透明導(dǎo)體一樣性能，甚至更好的替代材料，科研人員已經(jīng)付出了巨大的努力。

    在這項研究中，研究人員設(shè)法找到解決方案。他們開發(fā)了一種使用新型合成方法的新的透明導(dǎo)電薄膜，其中它們生長了BaSnO 3薄膜（鋇，錫和氧的組合，稱為錫酸鋇），而是用錫的化學(xué)前體代替元素錫。該化學(xué)前體具有獨特的自由基性質(zhì)，可提高化學(xué)反應(yīng)性，并大大改善該金屬氧化物的形成過程。鋇和錫都比銦便宜得多，而且非常豐富。

    明尼蘇達大學(xué)化學(xué)工程與材料科學(xué)研究生Abhinav Prakash博說，“我們非常驚訝于在第一次使用錫化學(xué)前體的過程中，其發(fā)揮了如此重要的作用。這是一次很大的冒險，但對我們來說這是一個很大的突破。”

    Jalan和Prakash表示，這種新工藝使得他們能夠?qū)穸?、組成和缺陷濃度有前所未有的控制，而這種手段可以用來創(chuàng)造材料，并且非常適合于元素難以氧化的許多其他材料體系。新的流程也是可復(fù)制和可擴展的。

    他們進一步補充說，材料結(jié)構(gòu)的優(yōu)越品質(zhì)，提高了缺陷濃度，使他們能夠發(fā)現(xiàn)其高導(dǎo)電性。下一步就是繼續(xù)減少原子尺度的缺陷。

    “雖然這種材料在相同的材料類別中具有最高的導(dǎo)電性，但是除了如果我們減少缺陷之外，我們還發(fā)現(xiàn)它具有新物理學(xué)的潛力，并且具有很大的改進空間，所以這是我們的下一個目標，”Jalan說。

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