Efficiënte doorzichtige p-type geleiders
Transparante geleiders zijn cruciaal voor veel apparaten, zoals touchscreens en zonnecellen. Koperjodide (CuI) is zo’n transparante geleider, maar geleidt elektriciteit niet zo goed als sommige andere materialen. Onderzoekers van de Universiteit Twente zijn erin geslaagd om de geleiding van CuI te verbeteren terwijl het 75% van zijn transparantie behield. Door een klein beetje zwavel toe te voegen, brengt dit nieuwe materiaal ons een stap dichter bij volledig transparante elektronische apparaten.
Er zijn twee soorten transparante geleiders: p-type en n-type. De combinatie van beide soorten maakt het mogelijk om volledig transparante apparaten te maken. Dit kan leiden tot innovaties zoals doorzichtige smartphones en ramen met ingebouwde doorschijnende zonnepanelen die esthetiek en functionaliteit combineren. Maar tot nu toe schieten de p-types tekort op het gebied van geleidbaarheid in vergelijking met hun n-type tegenhangers.
Zwavel toevoegen
Daarom zoeken onderzoekers naar manieren om de geleidbaarheid van het p-type te verbeteren. Deze soort geleiders moet net zo goed elektriciteit geleiden als de n-types. Het materiaal CuI is een bekende p-type transparante geleider. Onderzoekers van de Universiteit Twente ontdekten dat het toevoegen van een klein beetje zwavel (3%) de geleidbaarheid van CuI meer dan vervijfvoudigde. Het materiaal kan aanzienlijk beter elektriciteit geleiden en laat bijna al het licht door. Het is zelfs zo goed dat het meer dan 75% van het zichtbare licht doorlaat.
Functionaliteit van Zwavel
Onderzoekers maken dunne films van CuI met zwavel met een speciale techniek met laserstralen. Dat heet gepulste laserdepositie. Zwavel veroorzaakt ‘fouten’ in het materiaal. Deze fouten – eigenlijk zijn het ontbrekende koperatomen – maken het materiaal beter in het geleiden van elektriciteit. Bij het bestuderen CuI met zwavel ontdekten de onderzoekers dat het zwavel twee belangrijke dingen doet. Ten eerste werkt het als een katalysator waardoor er sneller koperatomen wegvallen. Ten tweede hoopt het zwavel zich voornamelijk op in de grensgebieden van de kristalstructuren. Beide maken het materiaal nog beter in het geleiden van elektriciteit. Deze ontdekking brengt ons dichter bij allerlei gadgets en transparante elektronische apparaten.
