中国科学院物理研究所发现超级透明导体

IT 世家 6 月 2 据中国科学院物理研究所官网报道，透明导体兼顾导电性和透明性。，在现代信息和能源技术中，广泛应用于触摸屏、太阳能电池、发光二极管、电致变色、透明显示等光电设备，成为不可或缺的关键材料。

目前主流的透明导体来源于夹杂原有的透明带隙材料(半导体或绝缘材料)。夹杂过程以牺牲部分透明度为代价实现导电性，导电性和透明性相互制衡。为了突破这一局限性，本征不需要混合的透明导体概念在于 20 年前（2005 2008年)提出，梦想透明可以通过一种非常特殊的金属能带结构来实现，但是到目前为止，在实际材料中还没有被发现。。

最近，中国科学院物理研究所 / 在陆凌研究员的指导下，北京凝聚态物理国家研究中心光物理重点实验室的博士生吴正冉首次在一种有机电荷转移盐中发现了这种本征透明金属。并且将这一新的透明波段命名为“超带隙”。

IT 根据官方介绍，金属中的超带缝是指介于带内吸收和带间吸收之间的无吸收波段，与传统绝缘带缝中没有光学吸收的原理一致；要实现超带缝的独特电子结构，金属带的能量差需要足够的独立性，金属带的带宽低于费米面与其他占有态和非占有态之间的能量差，使得带内越迁导致的吸收可以被金属带的带宽切断。而且这种带内吸收的截断能量低于带间吸收的起点能量，然后打开超带间隙(图) a,b）。研究小组胡孝磊博士曾对整个无机材料数据库进行过高通量搜索，以寻找这种超带隙金属，Phy. Rev. Materials 6, 065203 ( 2022 ) ，但是对应实际系统却一无所获，绝大多数设备在实验中不导电。

▲ 图片：理论原理，材料推测，以及超带隙透明导体的实验发现。

研究小组没有放弃，在最新的工作中，他们发现了一种已知的有机导体。 TMTTF2X 能满足超带隙条件(图) c,d），并且使用电化学晶体生长样品(图) e），在推测的超带隙波段中，块材单晶显示出明显的透明窗口(图) f,g），从可见红光到近红外线的范围， 30 μm薄厚下仍然可以透光。其最低光学消耗(介电函数虚部)约为 在已知化学计量中，0.01是最低的，商用透明导电氧化物薄膜 ( ITO ) 持平，与此同时，它的散射和反射都低于 ITO。这项工作首次将电子导电性和光学透明性与本征固态材料相结合，开辟了通过超带隙实现透明导电的新路径。。

有关结果以" Hyper-gap transparent conductor “问题出现了 Nature Materials 杂志。中国科学院物理研究所 L01 吴正冉是组博士生的第一作者，SC08 小组副研究员李春红协助成长样品，L01 小组毕业后，胡孝磊博士、博士生陈鲲、郭祥、博士后李妍都参加了这项工作，论文通讯作者是陆凌研究员。这项研究得到了国家自然科学基金委员会和中国科学院的资助。

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