Minnesota Üniversitesi liderliğindeki bir araştırmacı ekibi, sınıfında en yüksek iletkenliğe sahip yeni bir nano-ölçekli ince film malzemesini keşfetti.
Minnesota Üniversitesi Kimya Mühendisliği ve Malzeme Bilimi Profesörü ve Araştırmacısı Bharat Jalan, "Yüksek iletkenlik ve geniş band aralığı bu materyali, yüksek güçteki elektronik yapılar da, elektronik ekranlar da, dokunmatik ekranlar da ve hatta ışığın geçmesi gereken güneş pilleri dahil olmak üzere çok çeşitli cihazlarda kullanılabilen optik olarak şeffaf iletken filmler yapmak için ideal bir materyal yapıyor."dedi,
Şu anda, elektronik ürünlerimizdeki şeffaf iletkenlerin çoğunda indiyum adı verilen kimyasal bir element kullanılmaktadır. Mevcut görüntüleme teknolojilerinin maliyetine önemli ölçüde katkıda bulunan indium’un fiyatı son yıllarda muazzam, bir artış gösterdi. Sonuç olarak, indiyum esaslı şeffaf iletkenlerden daha iyi çalışan alternatif malzemeler bulma konusunda büyük çaba sarf edilmektedir.
Bu çalışmada araştırmacılar bir çözüm ürettiler. Ekip yeni bir sentez yöntemi kullanarak şeffaf ve iletken bir ince film elde etti. Bu yeni filmin yapısında BaSnO3 (baryum kalay ve oksijen bulunan bir bileşik) bulunmaktaydı. Araştırmacılar bu yapıyı geliştirdiler ve kalay yerine kalayın prekürsör yapısını kullandılar bu yapı Kimyasal reaktiviteyi arttıran ve metal oksit oluşum sürecini büyük ölçüde geliştiren radikal özelliklere sahipti ve bu özellikler kalayın prekürsörünü eşsiz kılıyordu. Baryum ve kalay indiyumdan daha ucuz ve bol miktarda bulunmaktadır.
Minnesota Üniversitesi Kimya Mühendisliği ve Malzeme Bilimleri Yüksek Lisans öğrencisi Abhinav Prakash "Bu alışılmadık yaklaşımın ilk seferinde bu kadar iyi çalıştışmasına oldukça şaşırdık.” Dedi.
Jalan ve Prakash, bu yeni gelişmenin, kalınlık, kompozisyon ve kusur konsantrasyonu üzerinde eşi benzeri olmayan bir kontrole sahip bu materyali yaratmalarına izin verdiğini ve bu gelişmenin, oksitlenmenin zor olduğu başka materyal sistemleri için oldukça uygun olduğunu belirtti.
İlerleyen zamanlarda materyalin yapısal kalitesinin kusur konsantrasyon diyagramı ile arttırılmasıyla materyalin sahip olduğu yüksek iletkenliği keşfetmelerini sağladığını ve şimdiki adımın atomik düzeydeki kusurları azaltmak olduğunu açıkladılar.
Jalan “Bu materyal kendi sınıfının en yüksek iletkenliğine sahip bununla birlikte kusurlarını azalttığımız takdirde fizik alanında elde edilebilecek keşifler için olağanüstü bir potansiyel barındırıyor ve bu bizim yeni hedefimiz.” diyor.
Kaynak:Abhinav Prakash et al, Wide bandgap BaSnO3 films with room temperature conductivity exceeding 104 S cm−1, Nature Communications (2017). DOI: 10.1038/ncomms15167
Referans Dergi: Journal reference: Nature Communications