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Simulations pour de meilleures couches transparentes d'oxyde

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Une nouvelle méthode pratique et efficace développée pour simuler les propriétés de TCO pose.

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Les écrans tactiles et les piles solaires se fondent sur des couches spéciales d'oxyde. Cependant, erreurs dans les couches ? la structure atomique altèrent non seulement leur transparent, mais également leur conductivité. Utilisant les modèles atomiques, les chercheurs de Fraunhofer ont trouvé des moyens d'identifier et d'éliminer ces erreurs.

Smartphones, ordinateurs de comprimé, et machines de billet sont juste certains des nombreux dispositifs de nos jours qui écran tactile-sont actionnés. Ces écrans sont basés sur les couches spéciales d'oxyde qui sont l'électricité transparente et de conduite. La limite technique est des couches de TCO (oxyde de conduite transparent). TCOs sont également employés sur les piles solaires et dans les fenêtres heated. De sorte que la technologie suive de nouveaux produits et applications, les fabricants améliorent-ils constamment les couches, leur faisant de meilleurs conducteurs de l'électricité et augmentant leur transparent ? après tout, une fois utilisé dans des affichages d'ordinateur ou de smartphone de comprimé, besoin de l'utilisateur de pouvoir voir le contenu sur l'écran clairement par les couches. N'importe quel éclat additionnel provoqué par l'oxyde serait un problème. Le même principe s'applique pour les piles solaires : plutôt qu'empêchant la lumière du soleil, les couches d'oxyde doivent lui permettre de passer dégagé dans la cellule. En conséquence, le transparent et la conductivité sont les éléments clé que les lotisseurs de nouvelles couches d'oxyde doivent considérer ? mais la température de fabrication et la plasticité des couches sont également importantes.

Simulation réaliste de structure atomique

Les chercheurs à l'institut de Fraunhofer pour des mécanismes des matériaux IWM à Freiburg aident des fabricants à optimiser des couches d'oxyde. ? Nous ? le VE a développé une méthode pratique et efficace pour simuler les propriétés des couches de TCO ? dit Dr. Wolfgang Körner de scientifique d'IWM. Le plus impressionnant est-il de tout le fait qui les scientifiques ? simulations des couches ? la structure atomique sont fortement réaliste et prennent en considération toutes les erreurs atomiques possibles ? indépendamment de si les couches sont les structures désordonnées et amorphes ou les cristallines et fortement commandées. Sur la base de ces simulations, les scientifiques étudient alors à quel point les électrons peuvent se déplacer la couche, en d'autres termes à quel point l'oxyde conduit le courant électrique. ? Nous pouvons spécifiquement dépister comment une couche ? densité de s des changements d'états quand nous changeons sa structure atomique ? explique Körner. Les chercheurs peuvent également établir si la lumière est absorbée ou traverse la couche dégagée, la faisant semblent transparents. ? Puisque nous faisons les essais matériels trial-and-error sur un ordinateur, pouvons-nous calculer les propriétés possédées par la composition matérielle respective du TCO étudié beaucoup plus rapidement et plus de manière rentable que par des moyens traditionnels ? dit Körner. Par ses projets, Körner approfondit notre arrangement de la façon dont les différentes propriétés des couches d'oxyde surgissent. Cet arrangement aide ses associés industriels à améliorer leur production et à obtenir les propriétés spécifiques de couche d'oxyde.

Les chercheurs sont déjà parvenus à trouver les principaux défauts qui se produisent dans ces couches. Il n'est simplement pas possible de fabriquer les structures avec les erreurs absolument zéro. Autant que les fabricants veulent qu'elles consistent seulement en certains atomes définis tels que le zinc, l'étain, et l'oxygène, d'autres atomes ? l'hydrogène est un coupable commun ? ayez une habitude de se briser la partie, changeant la couche ? conductivité et transparent de s. Mais quels défauts en structure atomique altèrent réellement le transparent ? Et comment pouvons-nous enlever ces défauts pour préparer les oxydes plus transparents ? Un des chercheurs ? les résultats étaient que le transparent de certains oxydes est amélioré en les chauffant une fois convenablement à une température ou en les chauffant vers le haut dans un environnement oxygène-riche.

Une deuxième approche voit les scientifiques aborder le problème de l'autre extrémité : ils ajoutent de divers atomes spécifiquement définis dans la structure et simulent les effets que ceci a sur une couche ? propriétés de s. Le but ici est d'amplifier plus loin la conductivité et le transparent au moyen d'approprié ? impuretés ? et pour pouvoir concevoir un matériel par ordinateur de cette façon.