研究团队没有放弃,在最新的工作中,他们计算发现一类已知的有机导体TMTTF2X可以符合超带隙条件(图c,d),并用电化学结晶生长了样品(图e),块体单晶在预言的超带隙波段展现出显著的透明窗口(图f,g),范围从可见红光至近红外,在30微米厚度下依然能透光。其最低的光学损耗(介电函数虚部)约为0.01,这一数值在已知化学计量比金属中最低,与商用透明导电氧化物薄膜(ITO)持平,同时其色散与反射又均低于ITO。这一工作首次在实验上将电子导电性与光学透明性结合于本征固体材料之中,开辟了通过超带隙实现透明导电的新路径。
相关成果以“Hyper-gap transparent conductor”为题发表在Nature Materials杂志。中国科学院物理研究所L01组博士生吴正冉为第一作者,SC08组副研究员李春红协助生长了样品,L01组已毕业的胡孝磊博士、博士生陈鲲、郭祥,及博士后李妍都参与了此工作,论文通讯作者为陆凌研究员。该项研究得到了国家自然科学基金委和中国科学院的资助。
a, 超带隙导体的电子结构示意图; b, 对应的联合态密度(JDOS)及光学吸收; c, (TMTTF)2SbF6的电子结构;d, 晶体结构;e, 样品在透射光下的显微照片, 晶体置于不透光的文字之上;f, 晶体的JDOS;g, 晶体的透射谱(上)与反射谱(下),以及相应的晶体照片(插图)。
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