Forskere udvikler en fleksibel transparent leder fri for refleksion og spredning

Gennemsigtige ledere er et af nøgleelementerne såsom elektroniske og optoelektroniske enheder som displays, lysdioder, fotovoltaiske celler og smartphones. Det meste af den nuværende teknologi er baseret på brugen af ​​halvlederen indiumtinoxid (ITO) som et transparent ledende materiale. Imidlertid, selvom ITO præsenterer flere exceptionelle egenskaber, såsom stor transmission og lav modstand, den mangler stadig mekanisk fleksibilitet, skal behandles ved høje temperaturer og er dyrt at producere.

Forskere søger alternative fleksible TC-materialer, der definitivt kan erstatte ITO. Mens det videnskabelige samfund har undersøgt materialer som Al-doped ZnO (AZO), kulstof nanorør, metal nanotråde, ultratynde metaller, ledende polymerer og grafen, ingen af ​​disse har optimale egenskaber til at erstatte ITO.

I dag, ultratynde metalfilm (UTMF'er) har vist sig at give meget lav modstand, selvom deres transmission også er lav; antirefleks (AR) underuld og overbelægningslag tilføjes således til strukturen. ICFO-forskere har udviklet en stuetemperaturbehandlet, flerlags transparent leder, der optimerer antirefleksegenskaberne for at opnå høje optiske transmissioner og lave tab med høje mekaniske fleksibilitetsegenskaber. De har for nylig offentliggjort deres resultater i Naturkommunikation .

I deres undersøgelse, ICFO-forskere påførte en Al-doteret ZnO-overmaling og et TiO2-underlag med præcise tykkelser på en meget ledende Ag ultratynd film. Ved at bruge destruktiv interferens, forskerne viste, at den foreslåede flerlagsstruktur kunne føre til et optisk tab på cirka 1,6 procent og en optisk transmission på mere end 98 procent i det synlige spektrum. Prof. Valerio Pruneri siger, "Vi har brugt et simpelt design til at opnå en gennemsigtig leder med den højeste ydeevne til dato, og på samme tid, andre enestående egenskaber, der kræves til relevante applikationer i industrien." Dette resultat repræsenterer en rekordfire gange forbedring i værdi i forhold til ITO og præsenterer også overlegen mekanisk fleksibilitet i forhold til dette materiale.

Resultaterne af denne undersøgelse viser det potentiale, som denne flerlagsstruktur kan have i fremtidige teknologier, der sigter mod mere effektive og fleksible elektroniske og optoelektroniske enheder.