科学家宣布更换用于触摸屏的昂贵材料

宾夕法尼亚大学材料科学研究院的科学家于12月15日推出了可以代替铟锡氧化物（ITO）的新材料。新材料在透明性，导电性和易制造性方面均不落后于广泛使用的ITO，同时以最终产品的成本超过了它。

氧化铟锡是一种透明导电材料，用于制造显示器和触摸屏。在过去的60年中，实现这些目的实际上是必不可少的，但是自2000年代以来，由于需求增加，铟的价格一直在迅速增长。

目前，屏幕的成本可能高达整个设备成本的40％。结果，设备的填充变得更便宜，并且屏幕变得更昂贵。

工程师们长期以来一直在努力寻找适当的替代ITO的方法。这是氧化铝锌，掺杂有氟或锑甚至氧化石墨烯的氧化锡。但是，尽管所有其他材料的特性都落后于ITO。

来自宾夕法尼亚州的科学家声称，他们的材料能够替代市场上的ITO。他们使用了所谓的超薄薄膜（10纳米）相关材料。这种材料是复合材料，它们既包含导电成分又包含绝缘成分。结果，它们表现出在纯导体和电介质中没有的独特性能。

正如科学家解释的那样，在使用的相关金属中，电子的行为类似于液体分子的行为，而普通金属中的电子的行为类似于气体。

“我们正试图通过改变电子的有效质量来使金属透明，”材料负责人助理研究员罗曼·恩格尔-赫伯特（Roman Engel-Herbert）解释说。 -为此，我们采用电子之间的静电相互作用大大超过其动能的材料。

由于电子的强相关性，它们彼此“感觉”并表现得像液体，而不像分子几乎不相互作用的气体。电子“液体”仍然是良好的导体，但不能很好地反射光，也就是说，它变得透明。”

为了计算在哪种材料中可以达到相似的效果，科学家与材料专家Karin Rabe共同努力。通过计算，科学家发现钒酸锶和钒酸钙适合这些材料的作用。

现在市场上每公斤铱的价格为750美元。构成替代材料的元素在地壳中更为常见，因此更便宜。一公斤钒的价格为25美元，而锶和钙的价格更低。

根据科学家的说法，钒酸锶理论上也可以用作钙钛矿-一种具有特殊性能的透明材料，可以提高太阳能电池板的效率。

现在，材料科学家必须提交这些材料的工业生产计划。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN388025/