Сотрудники Токийского университета представили новый материал — тонкие пленки оксида олова с включениями тантала, — который обладает одновременно прозрачностью для видимых и инфракрасных лучей и достаточно хорошо проводит электричество. Пленки найдут применение в солнечных батареях и в качестве компонентов дисплеев.

Статья ученых опубликована в журнале Scientific Reports.

Обычно прозрачные для видимого света материалы являются изоляторами. Это, например, стекло или пластик. Однако комбинация прозрачности и проводимости была бы весьма полезной для ряда применений, включая сенсорные дисплеи и солнечные панели. В случае последних прозрачные проводящие пленки могли бы повысить их эффективность. Но до сих пор найти прозрачный материал с достаточной подвижностью носителей заряда ученым не удавалось.

Исследователи из Токийского университета теперь смогли продвинуться вперед в решении этой проблемы. За основу нового материала ученые взяли диоксид олова SnO₂. Это известный полупроводник, который используется еще с 1960-х годов в качестве компонентов датчиков газа и прозрачных электродов для солнечных преобразователей. Авторы нового исследования стремились сохранить полупроводниковые свойства материала при создании из него тонких пленок.

Для синтеза пленок ученые использовали метод импульсного лазерного напыления. Он заключается в испарении гранул чистого оксида олова и контролируемом осаждении паров этого соединения на подложку из оксида титана. Такой способ синтеза позволил ученым также точно допировать материал пленки другими атомами, например танталом. В результате исследователи получили образцы толщиной от 100 до 200 нанометров.

Выяснилось, что такой материал обладает высокой подвижностью и концентрацией носителей заряда при комнатной температуре. Эти параметры обеспечивают высокую проводимость и прозрачность материала. По словам авторов работы, новые пленки могут использоваться в качестве компонентов полевых транзисторов, газовых датчиков и прозрачных электродов.