c#.net开发求职招聘微信群 http://liangssw.com/bozhu/14329.html
我们日常生活中会应用既透明而又导电的材料，这些材料常为金属氧化物材料，它广泛用于比如我们智能手机触摸屏、平板电脑的液晶显示器、太阳能电池板光伏器件等，往往是是一层薄膜，所以常常又称为透明导电膜。
由于在运动中的电子与材料的离子晶格之间形成极化子或耦合，因此这些类型的材料中电子的有效质量很大。由于它们的大量有效质量的影响，当与材料的离子晶格耦合时，不能跟随光的电场快速振荡并允许它穿过材料而不是反射它，所以具有在可见光范围内高透明率。过去，解释这种透明度的公认理论指出了电子本身之间的这种相互作用。
现在，由巴塞罗那材料科学研究所、圣地亚哥德孔波斯特拉大学（西班牙）、弗莱堡大学（德国）和法兰克福大学（德国）的研究人员组成的一个研究团队，提出了一种崭新理论来解释金属氧化物的透明度，这一理论打破了迄今为止在凝聚态物理领域中所建立的理论模式。该研究发表在最近《高级科学》杂志上的论文中。
该研究论文题为：“SrVO3中的电子-声子耦合和电子-声子散射”，论文的关键词显然有3个：SrVO3材料，电子-声子耦合、电子-声子散射。
SrVO3材料
智能手机和平板电脑中的触摸屏由透明导电材料制成。它们中的大多数由氧化铟锡(ITO)制成，这是一种半导体材料。这种材料还用于太阳能电池板、LED、或OLED液晶显示器，甚至飞机挡风玻璃的涂层。但铟是一种非常稀有的金属。事实上，随着触摸屏的高产和光伏能源的扩大，据估计到年可采用的这种材料将被耗尽，因此非常需要寻找其替代品。该团队研究了金属氧化物薄膜锶和钒的氧化物。他们发现，令人惊讶的是，这种金属材料的薄层是透明的，这与大量有效质量的自由电子有关。
如图所示一系列厚度增加的锶和钒氧化物(SrVO3)金属薄膜。
通常的凝聚态物理模式
通常，当光子不能被材料吸收并穿过它而不会被与电子的相互作用中断时，材料对可见光是透明的。自由电荷（电子）的存在是金属的基本特征，金属本质上是导体。在这些材料中，电子在光电场的影响下被迫振荡，并以与接收光相同的频率辐射光。这意味着金属往往会发光，因为它们反射到达它们的光。此外，这使它们不透明，因为光不会穿过它们。在某些材料中，电子较重，不能快速跟随光电场引起的振荡，也不能反射光，而是让它穿过材料而不发生相互作用；然后材料是透明的。
该研究提出，电子有效质量的增加是由于它们与晶格的耦合。锶和钒氧化物以及一般金属氧化物的电子在离子矩阵中移动.这个晶格随着移动的电子而变形，这种畸变也随之移动。这就像一个电子穿着晶格的畸变穿过材料。这种电子和晶格之间的耦合称为极化子，它比自由电子质量更大，所以电子的有效影响质量更大，这可以解释该材料对可见光的透明性，因为它不能跟随电的振荡光区域并让它通过。
这个新模型打破了迄今为止在凝聚态物理领域中所建立的模式；电子之间的库仑相互作用被接受来控制金属氧化物的性质。相反，这个新理论提出电子和离子晶格之间的相互作用起着至关重要的作用。
该研究对极化子场景描述的一些电学和光学特性予以全面和前所未有的分析。在过去的研究中已经看到可能存在某种关系，但从未对其进行深入分析。此外，除了检查锶和氧化钒的理论外，还对其他金属氧化物和一些掺杂绝缘体进行了分析，并且发现他们的预测是正确的。
如图所示处理只有几纳米厚的锶和钒氧化物(SrVO3)透明薄膜。
该研究还对所讨论材料的数十个薄层的电学和光学特性进行非常详尽的表征，这也是对数据进行非常仔细分析的结果，它揭示了与很久以前建立的场景和理论的一些差异。
研究人员在论文中写道：
“几十年来，理解强相关电子系统的物理一直是凝聚态物理学的核心问题。在过渡金属氧化物中，窄d带特征的强相关性源自如莫特带隙、有效质量增强和异常振动耦合，等等显着特性。最简单的3D相关金属电子系统范例是具有在3d1电子配置中的V4+的SrVO3。在该研究中，我们专注于观察这个看似简单的系统的逆电子迁移率的二次温度依赖性，这是其他金属氧化物共有的有趣特性。SrVO3薄膜电子输运系统分析揭示了费米液体中e-e相关性的最简单图景的局限性；相反，它表明费米表面的准二维拓扑结构和强电子-声子耦合，有助于用声子云修饰载体，在所报告的电子光谱、光学、热力学、和传输数据中起到关键作用。所出现的图景不仅仅限于SrVO3，还可与其他3d和4d金属氧化物共享。”
