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科學家研發透明導電新材料 低成本取代ITO
產業訊息 - 2017/11/13
科學家試圖利用鍶釩酸鹽(SrVO3)與鈣釩酸鹽(CaVO3)等相關金屬(correlated metal)，取代目前常用於螢幕製作的氧化銦錫(ITO)。由於這類相關金屬具有透明性及導電性，且地殼資源蘊藏量也較氧化銦錫豐富，若能實際應用在生產過程，將有助減少觸控面板與太陽能電池的成本。
據KurzweilAI網站報導，儘管存儲器芯片和處理器的成本不斷下滑，但每年最新智能型手機、平板電腦的價格卻不降反升，原因便在於過去10年銦的價格不斷上漲，而目前市場上的顯示器中，有90%以上都是使用氧化銦錫作為製造材料。手機、平板的熒幕成本，有時可佔總生產成本的近40%之多。
多年來不斷有廠商試圖尋找氧化銦錫的替代品，但在此之前，沒有一種材料在透明度、導電性、製造難易度的綜合表現上，可與氧化銦錫匹敵。
為了尋找更適合的材料，賓州州立大學(Penn State University)的材料科學家已成功利用鍶釩酸鹽和鈣釩酸鹽，製造出10納米厚的薄膜。
由於鍶釩酸鹽和鈣釩酸鹽負荷電子間的靜電作用較動能更大，電子便可透過相關效應(correlation effect)彼此感應，呈現出液體般的流動方式。
不同於銅、金、鋁、銀等傳統金屬的電子是以氣體的方式流動，相關金屬透過電子的液態流動，保有了金屬的高導電性，同時也因電子有效質量的改變，擁有一般金屬所沒有的光透性。
目前銦的價格每公斤約高達750美元，相較之下，鍶釩酸鹽和鈣釩酸所使用的元素在地殼中擁有較豐富的蘊藏量。釩每公斤的價格約為25美元，不到銦的5%，而鍶的價格又比釩更低。
參與研究的Roman Engel-Herbert表示，鍶釩酸鹽非常有機會取代氧化銦錫，成為未來的熒幕製造常用的材料。目前需要解決的問題，便在於如何將相關金屬應用在大規模的製造過程。
除了顯示器外，研究團隊未來還打算將這項材料技術與有機鈣鈦礦太陽能電池結合。有機鈣鈦礦效能雖比目前的矽太陽能電池更高，但仍缺乏低價的透明導體配合。同屬於鈣鈦礦的鍶釩酸鹽，便是相當適合的候選者。
以上資料來自薄膜新材網（film.unima.cn）
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