Прозрачные соли могут стать основой дисплеев будущего

Подавляющее большинство дисплеев в современных гаджетах используют прозрачные проводящие пленки на основе оксида индия-олова (ITO). Без преувеличения можно сказать, что от этого соединения зависит вся огромная индустрия, недаром цена на него за последние годы взлетела в разы, на пике (в 2006 г.) достигая 1 тыс. долларов за килограмм. По некоторым оценкам, на ITO приходится до 40% себестоимости смартфона или планшета, и в то время, как цена модулей памяти, процессоров и других компонентов продолжает падать, ITO дешеветь и не собирается. 
 
Возможно, эти обстоятельства и подтолкнули разработчиков Государственного университета Пенсильвании к поискам аналогов, которые могли бы заменить ITO в современных гаджетах. И это им удалось: подходящий дешевый, простой в производстве, прочный, прозрачный и электропроводящий материал нашелся в интересной группе коррелированных материалов. 
 
В обычном металле, будь то медь, алюминий или железо, атомы образуют кристаллическую решетку, оставляя электроны свободными, и те двигаются по металлу, подобно облаку газа, практически не взаимодействуя друг с другом. В коррелированных же материалах (известным примером является распространенный минерал перовскит) движение электронов больше напоминает течение жидкости. Свойства таких материалов во многом определяются взаимодействиями электронов друг с другом. 
 
«Мы старались добиться прозрачности, варьируя эффективную массу электронов, – говорит Роман Энгель-Герберт (Roman Engel-Herbert), один из авторов разработки. – Для этого мы искали материалы, в которых электростатические взаимодействия между электронами были бы намного больше, чем их кинетическая энергия». И это им удалось, изучив ванадат стронция и ванадат кальция. Ванадаты прозрачны, сохраняют электропроводящие свойства и куда дешевле ITO: эти металлы более распространены в природе, и цена ванадия (пока) составляет всего около 25 долларов за килограмм, а стронций и того дешевле. 
 
«Теперь перед нами встает вопрос внедрения новых материалов в массовое производство, – говорит Энгель-Герберт. – Но, насколько мы можем судить, нет никаких проблем с тем, чтобы заменить ITO на ванадат даже на имеющемся оборудовании». Об уверенности разработчиков говорит уже тот факт, что они подали заявку на патентование нового материала и предлагают использовать его не только в смартфонах, но и других устройствах, включая полупрозрачные окна, генерирующие энергию из солнечного излучения.
 

СФУ

137 статей

Сибирский федеральный университет (СФУ) – крупнейший университет восточной части России. Состоит из 21 профильного института и 3 филиалов. Выполняет широкий спектр уникальных научных исследований в области биотехнологий, новых материалов, металлургии и горного дела, нанотехнологий, архитектуры и дизайна, космических и информационных технологий, математики, геномики, медицины и по многим другим направлениям. В университете действуют ведущие научные школы РФ, поддержанные грантами Президента РФ: «Дендроклиматический и дендроэкологический мониторинг лесов Северной Евразии» (руководитель – академик РАН Евгений Ваганов), «Экологическая биофизика» (руководитель – академик Иосиф Гительзон). А также научная школа профессора Августа Циха «Интегральные методы в комплексном анализе и алгебраической геометрии» и научная школа профессора Георгия Шайдурова «Радионавигационные и радиолокационные системы и устройства».

Показать больше