近日，宾夕法尼亚州立大学（PSU）的材料科学家发现了一种新型透明导电材料，如果将它应用于大屏幕显示器、智能窗口甚至触摸屏以及太阳能电池，在提升效率的同时，还可大大降低产品的成本。
目前应用于显示屏的透明导体中，氧化铟锡（ITO）独占了超过90%的“江山”，它的“霸主”地位已经持续了60年。然而在过去十年中，铟的价格大幅上升，而显示屏已经成为智能手机和平板电脑的主要成本来源，约占总成本的40%。尽管内存和处理器越来越便宜，但是显示器却变得越来越昂贵。因此，厂商一直在寻求ITO可能的替代物，却没有找到像它一样将良好的光学透明度、导电性能和易于制造集于一身的“候选者”。
PSU罗曼·恩格尔-赫尔伯特（Roman Engel-Herbert）带领的团队找到了问题的答案——钒酸锶（SrVO3）、钒酸钙（CaVO3），一种厚度为10纳米的叫做“强关联金属”（correlated metal）的薄膜材料。相关研究成果12月15日以“Correlated metals as transparent conductors”为题在线发表在《自然·材料》期刊上（Nat. Mater., 2015, DOI: 10.1038/nmat4493）。该论文的第一作者为PSU在读博士生张磊。
强关联金属在研究人员的传统观念中，主要是用来研究电磁材料和高温超导体的，之前还没有人尝试将其用于透明导电薄膜。
由于钒酸锶和钒酸钙负电荷电子间的静电作用较动能更大，电子便可透过相关效应（correlation effect）彼此感应，呈现出液体般的流动方式。不同于金、银、铜等传统金属的电子是以气体的方式流动，强关联金属透过电子的液态流动，保有了金属的高导电性，同时也因电子有效质量的改变，拥有一般金属所没有的光透性。
目前铟的价格每公斤约高达750美元，相较之下，钒酸锶和钒酸钙所使用的元素在地壳中拥有较丰富的蕴藏量。钒每公斤的价格约为25美元，不到铟的5%，而锶的价格又比钒更低。
“我们的强关联金属完全可以与ITO相媲美。”Engel-Herbert说，“现在的问题是如何将这种材料应用在大规模工业制造中。”
除了显示器外，研究团队未来还打算将这项材料技术与钙钛矿太阳能电池结合。这些钙钛矿材料性能优于商业硅太阳能电池，但仍缺乏廉价的透明导体配合。同属于钙钛矿的钒酸锶，便是相当适合的候选者。
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（综合网络报道）
