Hópur vísindamanna, undir forystu Háskólans í Minnesota, hefur uppgötvað nýtt nanóþvermál þunnt kvikmyndagerð með hæsta leiðni í bekknum sínum. Nýtt efni gæti leitt til minni, hraðari og öflugri rafeindatækni, auk skilvirkara sólfrumna.
Uppgötvunin er birt í Nature Communications, opið aðgangsbók sem birtir hágæða rannsóknir frá öllum sviðum náttúruvísinda.
Vísindamenn segja að það sem gerir þetta nýja efni svo einstakt er að það hefur mikla leiðni, sem hjálpar rafeindatækni að stunda meiri rafmagn og verða öflugri. En efnið hefur einnig mikið bandgap, sem þýðir að ljós getur auðveldlega farið í gegnum efnið sem gerir það sjónrænt gagnsæ. Í flestum tilfellum hafa efni með víðtæka bandgap yfirleitt annaðhvort lágt leiðni eða slæm gagnsæi.
"Hátt leiðni og breiður bandgapur gerir þetta tilvalið efni til að búa til sjónræna gagnsæja kvikmyndir sem hægt er að nota í fjölmörgum raftækjum, þar á meðal rafeindatækni, rafeindatækni, snertiskjám og jafnvel sólfrumur þar sem ljós þarf að fara í gegnum Tækið, "sagði Bharat Jalan, háskólinn í Minnesota efnafræði og efni vísindaprófessor og forstöðumaður rannsóknaraðila á rannsókninni.
Eins og er, nota flestir gagnsæir leiðarar í rafeindatækni okkar efnafræðilega frumefni sem kallast indíum. Verð á indíum hefur hækkað gríðarlega á undanförnum árum verulega bætt við kostnað núverandi skjátækni. Þess vegna hefur verið mikil vinna að því að finna annað efni sem virkar líka, eða jafnvel betra en innri, gagnsæ leiðarar.
Í þessari rannsókn fundu vísindamenn lausn. Þeir þróuðu nýja gagnsæja þynnu kvikmynd með nýrri nýmyndunaraðferð þar sem þau óx BaSnO3 þunnt kvikmynd (blanda af baríum, tini og súrefni, kallað baríumannat), en kom í stað frumefni úr tini með efnafrumefni úr tini. Efnasambandið af tini hefur einstaka, róttæka eiginleika sem auka efnavirkni og bæta verulega málmoxíðmyndunarferlið. Bæði baríum og tin eru verulega ódýrari en indíum og eru ríkulega í boði.
"Við vorum alveg hissa á hversu vel þessi óhefðbundna nálgun vann í fyrsta skipti sem við notuðum tinefnafræðilegan forvera," sagði University of Minnesota efnaverkfræði og efnafræði, útskrifaðist nemandi Abhinav Prakash, fyrsta höfundur blaðsins. "Það var stór áhætta, en það var alveg stórt bylting fyrir okkur."
Jalan og Prakash sögðu að þetta nýja ferli gerði þeim kleift að búa til þetta efni með áður óþekktum stjórn á þykkt, samsetningu og gallaþéttni og að þetta ferli ætti að vera mjög hentugur fyrir fjölda annarra efniskerfa þar sem frumefni er erfitt að oxa. Hin nýja aðferð er einnig endurgerð og stigstærð.
Þeir bættu enn frekar við að það væri skipulagslega betri gæði með betri gallaþéttni sem gerði þeim kleift að uppgötva hár leiðni í efninu. Þeir sögðu að næsta skref sé að halda áfram að draga úr göllum í lotukerfinu.
"Jafnvel þótt þetta efni hafi hæsta leiðni í sömu efnisflokknum, þá er það mikið til viðbótar til hins mikla möguleika til að uppgötva nýja eðlisfræði ef við minnkar galla. Þetta er næsta markmið okkar," sagði Jalan.
