IT 世家 6 月 2 據(jù)中國科學(xué)院物理研究所官網(wǎng)報道，透明導(dǎo)體兼顧導(dǎo)電性和透明性。，在現(xiàn)代信息和能源技術(shù)中，廣泛應(yīng)用于觸摸屏、太陽能電池、發(fā)光二極管、電致變色、透明顯示等光電設(shè)備，成為不可或缺的關(guān)鍵材料。

目前主流的透明導(dǎo)體來源于夾雜原有的透明帶隙材料(半導(dǎo)體或絕緣材料)。夾雜過程以犧牲部分透明度為代價實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電性，導(dǎo)電性和透明性相互制衡。為了突破這一局限性，本征不需要混合的透明導(dǎo)體概念在于 20 年前（2005 2008年)提出，夢想透明可以通過一種非常特殊的金屬能帶結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，但是到目前為止，在實(shí)際材料中還沒有被發(fā)現(xiàn)。。

最近，中國科學(xué)院物理研究所 / 在陸凌研究員的指導(dǎo)下，北京凝聚態(tài)物理國家研究中心光物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的博士生吳正冉首次在一種有機(jī)電荷轉(zhuǎn)移鹽中發(fā)現(xiàn)了這種本征透明金屬。并且將這一新的透明波段命名為“超帶隙”。

IT 根據(jù)官方介紹，金屬中的超帶縫是指介于帶內(nèi)吸收和帶間吸收之間的無吸收波段，與傳統(tǒng)絕緣帶縫中沒有光學(xué)吸收的原理一致；要實(shí)現(xiàn)超帶縫的獨(dú)特電子結(jié)構(gòu)，金屬帶的能量差需要足夠的獨(dú)立性，金屬帶的帶寬低于費(fèi)米面與其他占有態(tài)和非占有態(tài)之間的能量差，使得帶內(nèi)越遷導(dǎo)致的吸收可以被金屬帶的帶寬切斷。而且這種帶內(nèi)吸收的截斷能量低于帶間吸收的起點(diǎn)能量，然后打開超帶間隙(圖) a,b）。研究小組胡孝磊博士曾對整個無機(jī)材料數(shù)據(jù)庫進(jìn)行過高通量搜索，以尋找這種超帶隙金屬，Phy. Rev. Materials 6, 065203 ( 2022 ) ，但是對應(yīng)實(shí)際系統(tǒng)卻一無所獲，絕大多數(shù)設(shè)備在實(shí)驗(yàn)中不導(dǎo)電。

▲ 圖片：理論原理，材料推測，以及超帶隙透明導(dǎo)體的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。

研究小組沒有放棄，在最新的工作中，他們發(fā)現(xiàn)了一種已知的有機(jī)導(dǎo)體。 TMTTF2X 能滿足超帶隙條件(圖) c,d），并且使用電化學(xué)晶體生長樣品(圖) e），在推測的超帶隙波段中，塊材單晶顯示出明顯的透明窗口(圖) f,g），從可見紅光到近紅外線的范圍， 30 μm薄厚下仍然可以透光。其最低光學(xué)消耗(介電函數(shù)虛部)約為 在已知化學(xué)計量中，0.01是最低的，商用透明導(dǎo)電氧化物薄膜 ( ITO ) 持平，與此同時，它的散射和反射都低于 ITO。這項工作首次將電子導(dǎo)電性和光學(xué)透明性與本征固態(tài)材料相結(jié)合，開辟了通過超帶隙實(shí)現(xiàn)透明導(dǎo)電的新路徑。。

有關(guān)結(jié)果以" Hyper-gap transparent conductor “問題出現(xiàn)了 Nature Materials 雜志。中國科學(xué)院物理研究所 L01 吳正冉是組博士生的第一作者，SC08 小組副研究員李春紅協(xié)助成長樣品，L01 小組畢業(yè)后，胡孝磊博士、博士生陳鯤、郭祥、博士后李妍都參加了這項工作，論文通訊作者是陸凌研究員。這項研究得到了國家自然科學(xué)基金委員會和中國科學(xué)院的資助。

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