Films métalliques et transparents

L’oxyde d'indium-étain,  ITO, est un matériau que nous, presque tous, portons. Car, pour illuminer les pixels sur un écran plat il a besoin d’être couvert avec une couche d’un matériau qui à la fois est un conducteur électrique et transparent.

L’ITO est actuellement utilisé dans plus de 90% d’écrans plats. Cependant, dans la dernière décennie, le prix de l'indium a considérablement augmenté. Son usage dans des smartphones et des tablettes est devenus le principal moteur de coûts. Les écrans représentent actuellement près de 40% du prix de toutes les composants de ces appareilles. Alors que le prix des composantes électroniques constatant abaisse les écrans deviennent génération après génération plus chères. Les fabricants ont longtemps cherché un remplacement pour l’ITO mais jusqu'à récemment ne rien est apparu.

Une équipe de chercheur chez PennState University déclare maintenant qu’ils ont trouvé des possibles candidates. Il s’agit d’un couche mince de 10 nanomètre, d’une classe inhabituelle de matériaux appelés métaux corrélés. La particularité est que les électrons dans ces matériaux coulent comme un liquide et n’est pas comme un gaz qui est le cas dans des métaux. C’est ce type de flux qui les donne une conductivité électrique élevée.

Deux de leurs candidats sont des oxydes de strontium vanadate et calcium vanadate. Dans ces matériaux les interactions électrostatiques entre les électrons sont plus important que leurs énergies cinétiques. Cette caractéristique fait que les électrons plutôt coulent comme une liquide que comme un gaz, évidement une métaphore.

Le prix d’indium est actuellement autour de 750 euro/kg. Le strontium et le vanadium sont abondants dans la croûte terrestre et le vanadium se vend pour environ 25 euro/kg.

La prochaine étape est de trouver d’autres candidats et aussi d’investiguer comment les appliquer comme fins couches dans une fabrication à grande échelle.