降低成本新技术,钒酸锶(钙)制造透明导电新材料
强关联金属制作新材料,有望解决智能手机高门槛。
最小的手机成本一直都是各大商家的追求,但是技术的改进并非是一朝一夕就可以实现的。特别是电池方面,几十年来一直都没有太大的变化,因此各个厂商都将心思放在研发更省电、成本更低的材料上。
最近有消息称,宾州州立大学材料研究中心的科学家新发现了一种可导电的透明材料。如果这种材料能够成功应用,将在大屏幕显示、智能窗口、触摸屏、太阳能电池等方面降低成本,厂商们成本一低,产品的价格或许就低了哦。
材料科学与工程专业助理教授赫伯特和他的团队在《自然-材料》上发表了一篇文章表示,该项研究摒弃了传统的铟锡氧化物、氧化锌之类的宽禁带半导体,而是选择约十纳米左右的钒酸锶和钒酸钙组成的金属薄膜。它们都是强关联的金属,电子在这些材料中可以表现出“液体”的性质。要知道,电子在常规的金银铜等金属中表现的是类似“气体”的性质。常规金属有高反射以及高吸收的特性。因此若是选择强关联金属,则可以大大提升金属的导电性以及光学性质。
西北大学催化及表面科学研究中心主任珀佩尔迈尔教授和西北大学理论材料学龙迪内利教授对这种材料也表示了高度的肯定。恩格尔赫伯特表示,改变了电子的有效质量,同样也可以使得金属变得透明。选择材料的电子之间的相互作用远远大于其动能,产生类似液体的性质,可以更敏锐地感应到彼此。同时,导电性能十分地好,大大降低了可见光波段的反射性,也大大提升了它的透明度。
《自然-材料》的第一作者,恩格尔.赫伯特研究小组的博士研究生张磊是这篇文章的第一作者,也是第一个意识到这个发现的人。在此之前,他曾在硅谷做过两年的工艺整合师,许多公司,甚至是初创的一些小企业,完全都在致力于铟锡氧化物的优化工作。市场上有百分之九十以上的公司都是使用的铟锡氧化物来生产金属透明导电材料。且随着该材料成本的迅速上升,光显示屏和触摸屏就占据了手机百分之四十的成本。因此各大厂商都在寻找相关的替代产品,但是成果却不是很大。而自从做了相关的电气测量之后,才发现强关联的金属是多么绝佳的替换材料。
铟目前每公斤是750美元,而钒酸锶(钙)的组成元素却大量地存在于地壳当中,因此它的售价每公斤仅仅才25美元,可见是多么的低廉。因此完全可以使用它来替换掉之前的铟锡氧化物,用于生产金属薄膜,这样生产出来的电子产品成本至少降低数十倍不止。
由于内存芯片和中央处理器都遵循了摩尔定律,因此在成本上急剧减少。但是由于市场对更大显示屏的强大需求,导致不管技术怎样进步,卖的却是越来越贵。但是钒酸锶(钙)的发现,使之在光学透明性、导电性、制造技术等方面均优于传统的铟锡氧化物。
因此我们有道理相信,不管未来智能手机的尺寸如何变化,价格门槛终会变得相当低廉,这才是市场最大的要求。
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