пятница, 13 апреля 2012 г.

Найдена достойная замена индий-оловянному оксиду

Найдена достойная замена индий-оловянному оксидуДисплеи плоскопанельных телевизоров и смартфонов, а также обращённые к солнцу панели солнечных батарей нуждаются в материале, который не только проводит электричество, но и прозрачен для видимого света. Один из таких материалов, обычно используемых в электронной индустрии, — прозрачный электрический проводник ITO (индий-оловянный оксид). Но он очень дорог, и чем дальше, тем больший вклад в общую стоимость изделия он вносит (а ещё он вреден для окружающей среды).

Важным шагом вперёд в этой области стала разработка учёными из Института материаловедения и инжиниринга A*STAR (Сингапур) методики низкотемпературного процесса получения недорогих тонких, оптически прозрачных проводящих плёнок оксида цинка, подробно описанная в журнале Solar Energy Materials and Solar Cells.

Оксид цинка — дешёвый, широко распространённый материал, использующийся в косметике при производстве солнцезащитных кремов и детских присыпок. Как и ITO, он прозрачен для видимого света, но производство тонких проводящих плёнок в промышленном масштабе — задача несколько более сложная. Так, для достижения желаемой проводимости необходимо допировать растущие плёнки оксида цинка небольшим количеством галлия. До сих пор получение допированных галлием плёнок оксида цинка (GZO) требовало высокотемпературных процессов, что негативно сказывалось не столько на цене продукта, сколько на его качестве, приводя к многочисленным трещинам.

Технология, предложенная сингапурцами, основана на использовании пульсирующего лазерного осаждения, протекающего при комнатной температуре. Для испарения атомов цинка и галлия внутри небольшого замкнутого пространства применяется интенсивный лазерный луч. Перешедшие в газовую фазу атомы движутся в направлении субстрата, также расположенного внутри стальной реакционной камеры. Для обеспечения роста на субстрате плёнок желаемых оксидов (а не самих металлов) в камеру подаётся кислород. Вот так — последовательной вариацией состава исходных компонентов, скорости атомизации, давления кислорода в системе и температуры субстрата — и были найдены «идеальные» условия, обеспечивающие рост оптически прозрачных электропроводящих плёнок GZO.

Очевидно, что при равных оптической прозрачности и проводимости GZO-плёнки имеют нешуточный коммерческий потенциал, особенно для солнечных батарей большой площади, где применение дорогостоящего ITO обходится в копеечку (главное — чтобы можно было производить равномерные плёнки нужного размера). А вообще говоря, ITO давно пора менять: у этого материала слишком много недостатков (помимо постоянно растущей цены и уменьшающихся запасов индия).

Подготовлено по материалам A*STAR Research.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Косметика и уход за кожей":

Предложен простой метод синтеза активного компонента пчелиного молока
Итальянские химики разработали экологически безопасный метод синтеза основного биоактивного компонента, содержащегося в пчелином маточном молоке, которое пчёлы выделяют для скармливания королевским личинкам, для того чтобы обеспечить их нормальное развитие до стадии половозрелой женской особи. Кроме того, удалось синтезировать вещество, выделяемое самой королевой для подавления развития яичников у...
  (читать дальше)

Новый нанокатализатор обещает более дешёвые лекарства
Группа химиков из Университета Торонто (Канада) открыла экологически чистые, основанные на применении наночастиц железа катализаторы, которые работают не хуже традиционных дорогих и токсичных катализаторов на драгоценных металлах, широко используемых в фармацевтической, пищевой и косметической промышленности (для реакций каталитического асимметричного гидрирования, каплинга, полимеризации и т. п.)...
  (читать дальше)

Панцири креветок помогают заживлять раны и спасают кожу от морщин
Хитозан — природный нетоксичный, легко разлагающийся полисахарид, входящий в состав хитина — основного компонента панцирей креветок и лобстеров. Его антимикробные свойства хорошо известны и давно используются в стоматологии для предотвращения кариеса, а также в пищевой индустрии как консервант. Его даже пробовали применять в качестве антимикробной добавки при производстве одежды для медучреждений....
  (читать дальше)

Репортаж с самого большого в мире ледокола
Корреспондент «Газеты.Ru», побывавший на самом большом в мире ледоколе, рассказывает о его технических параметрах и функциях, одной из которых является проводка судов через льды Финского залива. Впервые атомный ледокол «Вайгач» пришёл рубить лёд в Финский залив зимой прошлого года, когда рано начавшийся ледостав вопреки всем разговорам о глобальном потеплении затруднил проход кораблей к Санкт-Пет...
  (читать дальше)

Минеральный ответ платиновым катализаторам
Катализаторы, вещества, понижающие энергетические барьеры химических реакций, используются в производстве любых коммерческих продуктов, начиная с косметики и заканчивая каталитическими конверторами в каждой машине. Однако почти всякий раз, когда речь заходит о катализаторах, имеют в виду металлы платиновой группы, чья стоимость увеличивается чуть ли не ежедневно. Вот почему ведётся постоянный по...
  (читать дальше)

Алхимия наших дней: как превратить драгоценную платину в простое железо
В последнее время в промышленности всё большее распространение получает гомогенный катализ (когда катализатор растворён и находится в одной фазе с реагентами). Сам по себе катализатор — это обычно сложное металлорганическое соединение, ядром которого является какой-нибудь ценный металл — к примеру, платина, родий, палладий, рутений и т. д. Инженер, получивший задачу организовать промышленный син...
  (читать дальше)

Малярийные комары выбирают жертву по запаху микрофлоры кожи
Европейские и американские ученые обнаружили, что малярийные комары распознают наиболее привлекательных для себя жертв по запахам, которые вырабатывает бактериальная микрофлора на их коже - выделение и искусственное производство этих летучих веществ позволит создать эффективные ловушки для этих насекомых, говорится в статье, опубликованной в журнале PLoS ONE. В последние годы многие ученые пытаю...
  (читать дальше)

«Звёздная» наука-2011: каким антинаучным бредом кормили обывателя знаменитости
Британская некоммерческая организация Sense About Science (SAS) опубликовала ежегодный отчёт о самом забавном вздоре, который несли знаменитости в уходящем году, обращаясь к околонаучным темам. Например, певица Сьюзи Кватро заявила в интервью газете Daily Mail, что её мучило больное горло, пока её не просветила сестра: мол, все хвори от толстой кишки. Она начала принимать порошок для очистки каж...
  (читать дальше)

Витамин Е помогает ремонтировать мышечные клетки
Учёные выяснили, как витамин Е защищает мышечные клетки от окислительного стресса. Широкой публике витамин Е известен как антиоксидант, широко используемый в косметической промышленности: как нас уверяет реклама, он замедляет старение кожи. Исследования, проведённые учёными из Университета здравоохранения Джорджии (США), заставляют отнестись к витамину Е более серьёзно. В статье, опубликованной ...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)