Mỹ phát triển vật liệu mới để làm màn hình cảm ứng siêu rẻ

Các nhà khoa học tại đại học Pennsylvania State của Mỹ vừa phát triển thành công một loại vật liệu mới vừa có độ trong suốt cao, vừa dẫn điện tốt, hứa hẹn sẽ chế tạo màn hình cảm ứng với giá thành cực rẻ và quy trình sản xuất đơn giản.

Indi thiếc oxit (ITO) là loại bán dẫn trong suốt được dùng để sản xuất ra hơn 90% màn hình hiển thị trên thị trường trong suốt 60 năm qua. Tuy nhiên, chỉ trong vòng 10 năm trở lại đây, giá thành của Indi đã tăng lên đáng kể, vì thế, mô đun màn hình hiển thị và màn hình cảm ứng là một trong những thành phần chiếm nhiều chi phí nhất (gần 40%) trong những chiếc smartphone hoặc máy tính bảng.

Trước tình hình chi phí màn hình hiển thị cao và lại có xu hướng tiếp tục tăng, các nhà sản xuất đã tìm kiếm một ứng cử viên khác thay thế cho ITO. Thế nhưng để tìm ra một loại vật liệu vừa đảm bảo độ trong suốt, vừa dẫn điện và dễ chế tạo vẫn còn là mục tiêu khó khăn.

Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi phó giáo sư khoa học vật liệu Roman Engel-Herbert đã tìm ra một cách tiếp cận khác của vấn đề nan giải này.

Các nhà nghiên cứu đã dùng một tấm phim mỏng 10 nm làm từ loại vật liệu đặc biệt gọi là kim loại tương quan (correlated metals). Trong các kim loại thông thường, điển hình như đồng, vàng, nhôm… các electron di chuyển như khí thì trong kim loại tương quan, điển hình như stronti vanadat và canxi vanadat, chúng di chuyển như chất lỏng.

Phó giáo sư Engel-Herbert cho biết: “Dòng electron này có độ dẫn điện cao, nhưng vẫn đảm bảo trong suốt, ít phản chiếu“.

Để hiểu rõ hơn về sự cân bằng giữa độ trong suốt và khả năng dẫn điện. Nhóm nghiên cứu đã gửi kết quả tới cho giáo sư Karin Rabe, một nhà lý thuyết vật liệu tại Đại học Rutgers. Rabe đã vận dụng các kiến thức toán học và lý thuyết vật lý nhằm xét tới tính khả thi của việc dùng loại vật liệu mới này để tạo nên các bảng mạch điện tử trong suốt.

Giờ đây, họ đã hiểu được cơ chế hoạt động của loại vật liệu và trong tương lai, họ còn tìm thấy nhiều loại kim loại tương quan khác tương tự như stronti vanadat và canxi vanadat.

Được biết, giá bán hiện tại của 1 kg Indi là 750 USD, trong khi stronti vanadat và canxi vanadat có thể được tạo từ những nguyên tố khá phổ biến trên Trái Đất với giá rẻ hơn. Giá của vanadi là khoảng 25 US/kg, chưa tới 5% giá của Indi và Stronti thậm chí còn rẻ hơn cả vanadi nữa.

Do đó, nhóm nghiên cứu tin rằng đây không chỉ là một ứng cử viên sáng giá thay thế cho indi trong việc chế tạo màn hình hiển thị, màn hình cảm ứng, mà với ưu điểm trên nó còn có thể tạo tiền đề phát triển cửa sổ thông minh, kính thông minh và cả các tế bào năng lượng Mặt Trời trong suốt trong tương lai.

Theo Tinh Tế