《電子技術(shù)應(yīng)用》
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降低觸控面板制造成本 科學(xué)家研發(fā)透明導(dǎo)電新材料

2015-12-29

  科學(xué)家試圖利用鍶釩酸鹽(SrVO3)與鈣釩酸鹽(CaVO3)等相關(guān)金屬(correlated metal),取代目前常用于熒幕制作的氧化銦錫(ITO)。由于這類相關(guān)金屬具有透明性及導(dǎo)電性,且地殼資源蘊(yùn)藏量也較氧化銦錫豐富,若能實(shí)際應(yīng)用在生產(chǎn)過(guò)程,將有助減少觸控面板太陽(yáng)能電池的成本。

  據(jù)KurzweilAI網(wǎng)站報(bào)導(dǎo),盡管存儲(chǔ)器芯片和處理器的成本不斷下滑,但每年最新智能型手機(jī)、平板電腦的價(jià)格卻不降反升,原因便在于過(guò)去10年銦的價(jià)格不斷上漲,而目前市場(chǎng)上的顯示器中,有90%以上都是使用氧化銦錫作為制造材料。手機(jī)、平板的熒幕成本,有時(shí)可占總生產(chǎn)成本的近40%之多。

  多年來(lái)不斷有廠商試圖尋找氧化銦錫的替代品,但在此之前,沒(méi)有一種材料在透明度、導(dǎo)電性、制造難易度的綜合表現(xiàn)上,可與氧化銦錫匹敵。

  為了尋找更適合的材料,賓州州立大學(xué)(Penn State University)的材料科學(xué)家已成功利用鍶釩酸鹽和鈣釩酸鹽,制造出10納米厚的薄膜。

  由于鍶釩酸鹽和鈣釩酸鹽負(fù)荷電子間的靜電作用較動(dòng)能更大,電子便可透過(guò)相關(guān)效應(yīng)(correlation effect)彼此感應(yīng),呈現(xiàn)出液體般的流動(dòng)方式。

  不同于銅、金、鋁、銀等傳統(tǒng)金屬的電子是以氣體的方式流動(dòng),相關(guān)金屬透過(guò)電子的液態(tài)流動(dòng),保有了金屬的高導(dǎo)電性,同時(shí)也因電子有效質(zhì)量的改變,擁有一般金屬所沒(méi)有的光透性。

  目前銦的價(jià)格每公斤約高達(dá)750美元,相較之下,鍶釩酸鹽和鈣釩酸所使用的元素在地殼中擁有較豐富的蘊(yùn)藏量。釩每公斤的價(jià)格約為25美元,不到銦的5%,而鍶的價(jià)格又比釩更低。

  參與研究的Roman Engel-Herbert表示,鍶釩酸鹽非常有機(jī)會(huì)取代氧化銦錫,成為未來(lái)的熒幕制造常用的材料。目前需要解決的問(wèn)題,便在于如何將相關(guān)金屬應(yīng)用在大規(guī)模的制造過(guò)程。

  除了顯示器外,研究團(tuán)隊(duì)未來(lái)還打算將這項(xiàng)材料技術(shù)與有機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)合。有機(jī)鈣鈦礦效能雖比目前的矽太陽(yáng)能電池更高,但仍缺乏低價(jià)的透明導(dǎo)體配合。同屬于鈣鈦礦的鍶釩酸鹽,便是相當(dāng)適合的候選者。


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