由明尼蘇達大學的科學家領導的一個研究小組發現了一種新型的具有最高電導率的納米薄膜材料。該相關論文發表在《自然通信》中，同時此項研究也表示這種新材料可能開發出更小、更快和更強大的電子產品以及更高效的太陽能電池。

    據相關研究人員表示，這種新材料之所以獨一無二，不僅是因為它的高導電率，還因它有寬帶隙，寬帶隙使光線容易通過并呈現光學透明性。大多數情況下，具有寬帶隙的材料通常具有低導電率和較差的透明性。

    “具備了高導電性和寬帶隙使其成為制造光學透明導電膜的理想材料，其可用于各種各樣的電子器件，包括大功率電子器件、電子顯示器、觸摸屏以及需要光通過設備的太陽能電池等。”明尼蘇達大學化學工程與材料科學教授和研究的首席研究員Bharat Jalan解釋說。

    目前，大多數電子產品中的透明導體都使用了銦這種化學元素。由于過去的二十年里銦的價格普遍上漲，導致現有顯示技術成本的增加。因此，為了找到與銦基透明導體一樣性能，甚至更好的替代材料，科研人員已經付出了巨大的努力。

    在這項研究中，研究人員設法找到解決方案。他們開發了一種使用新型合成方法的新的透明導電薄膜，其中它們生長了BaSnO 3薄膜（鋇，錫和氧的組合，稱為錫酸鋇），而是用錫的化學前體代替元素錫。該化學前體具有獨特的自由基性質，可提高化學反應性，并大大改善該金屬氧化物的形成過程。鋇和錫都比銦便宜得多，而且非常豐富。

    明尼蘇達大學化學工程與材料科學研究生Abhinav Prakash博說，“我們非常驚訝于在第一次使用錫化學前體的過程中，其發揮了如此重要的作用。這是一次很大的冒險，但對我們來說這是一個很大的突破。”

    Jalan和Prakash表示，這種新工藝使得他們能夠對厚度、組成和缺陷濃度有前所未有的控制，而這種手段可以用來創造材料，并且非常適合于元素難以氧化的許多其他材料體系。新的流程也是可復制和可擴展的。

    他們進一步補充說，材料結構的優越品質，提高了缺陷濃度，使他們能夠發現其高導電性。下一步就是繼續減少原子尺度的缺陷。

    “雖然這種材料在相同的材料類別中具有最高的導電性，但是除了如果我們減少缺陷之外，我們還發現它具有新物理學的潛力，并且具有很大的改進空間，所以這是我們的下一個目標，”Jalan說。

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責任編輯：殷鵬飛

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