Indium tennoxid (ITO) har blivit ett standardmaterial i lysdioder, platta plasmaskärmar, elektroniskt bläck och andra applikationer på grund av dess höga prestanda, fuktmotstånd, och förmåga att finetsas. Men indium är också sällsynt och dyrt, och det kräver en kostsam avsättningsprocess att tillverka optoelektroniska anordningar och ger en spröd elektrod. Att ersätta indium som standardmaterial i transparenta elektroder har hög prioritet för elektronikindustrin.
Nu, i en tidning som dyker upp i APL-material , en ny tidskrift med öppen tillgång producerad av AIP Publishing, forskare rapporterar att skapa en robust, transparent, och indiumfri elektrod från silver (Ag) och titandioxid (TiO2) som skulle kunna ersätta indiumbaserade elektroder i vissa applikationer.
"Silver och titan är mycket rikligare än indium i jordskorpan, och så vi räknar med att elektroniska enheter baserade på silver och titandioxid skulle vara ett mer hållbart materialsystem och tillverkas till en låg kostnad, sa T.L. Alford, en professor i materialvetenskap och teknik vid Arizona State University som ledde forskningen.
Den TiO2/Ag/TiO2-kompositelektrodflerlagerfilm som forskarna studerade har karaktäriserats väl i litteraturen, men teamet optimerade både tjockleken på silverskiktet och tillverkningsprocessen så att flerskiktsfilmen har ett lågt arkmotstånd och hög optisk transmittans, båda egenskaperna nödvändiga för hög prestanda.
Forskarna skapade filmer med en arkresistans så låg som en sjättedel av den som uppnåtts av tidigare studier, samtidigt som den bibehåller ungefär 90 procent optisk transmittans. Med valet av ett underliggande substrat tillverkat av polyetennaftalat (PEN) – en robust polymer som används i en mängd olika applikationer från buteljering av kolsyrade drycker till tillverkning av flexibel elektronik – har forskarna lagt till ytterligare hållbarhet.
På grund av en billigare tillverkningsprocess och den breda tillgången på titandioxid, silver och PEN, den nya TiO2/Ag/TiO2 tunna filmen kan en dag hjälpa till att göra enheter som elektroniska displayer och solceller mer överkomliga genom att ersätta dyrare indiumbaserade elektroder.
