Le métal transparent contribue à réduire le prix des écrans de smartphones

Des scientifiques américains ont développé une nouvelle forme de métal transparent qui conduit bien l'électricité, permettant la production d'écrans de smartphones et de téléviseurs à un coût de seulement 5% par rapport à la technologie actuelle.

Le métal transparent contribuera à réduire les coûts de production des écrans de téléphone. Illustration : cfn.

Le problème de ces écrans, selon New Science, est qu'ils utilisent un matériau appelé oxyde d'indium et d'étain (ITO). Plus de 90 % des écrans du marché dépendent entièrement de ce matériau coûteux. Au cours des dix dernières années, le prix de l'ITO a beaucoup fluctué, passant de 200 $/kg en 2004 à plus de 1 000 $/kg en 2006, puis est revenu à environ 400-750 $/kg ces dernières années.

L'ITO représente désormais 40 % du coût d'un smartphone ou d'une tablette, tandis que le prix des puces mémoire et des processeurs continue de baisser. Continuer à utiliser ce matériau dans la fabrication des écrans ralentira le développement de technologies plus performantes et plus performantes.

Dans une publication du 14 décembre dans la revue Nature Materials, des scientifiques de l'Université de Pennsylvanie, aux États-Unis, ont étudié avec succès un nouveau matériau contenant des métaux liés qui peuvent remplacer l'ITO tout en garantissant la transmittance optique, la conductivité électrique et l'efficacité de fabrication.

L'équipe, dirigée par l'ingénieur Roman Engel-Herbert, a développé un film mince de 10 nm de métal lié présentant une structure moléculaire unique. Alors que dans la plupart des métaux comme l'or, l'argent, le cuivre et l'aluminium, les électrons se déplacent comme un nuage de gaz, dans le métal lié, ils se déplacent comme un liquide. Cette propriété permet au matériau de changer de phase selon son utilisation.

« Nous cherchons à rendre le métal lié transparent en modifiant la masse effective des électrons », explique Engel-Herbert. « Pour ce faire, nous choisissons des matériaux dans lesquels l'interaction électrostatique entre les électrons chargés négativement est très importante par rapport à leur énergie cinétique. Dans ces conditions, les électrons se « sentent » mutuellement et se comportent comme un liquide plutôt que comme un gaz de particules sans interaction. »

« Lorsque la lumière éclaire ce matériau, il réfléchit moins et devient plus transparent », explique Engel-Herbert. Parallèlement, la conductivité électrique du matériau ne change pas lorsqu'il change de phase sous l'influence de la lumière.

Les chercheurs affirment pouvoir produire des métaux liants tels que le vanadate de strontium et le vanadate de calcium à un prix bien inférieur à celui de l'ITO. En effet, les matériaux utilisés pour fabriquer ces métaux sont abondants dans la croûte terrestre. Le vanadium se vend environ 25 dollars le kilogramme, et le strontium est encore moins cher.

« Notre métal de liaison est très performant par rapport à l'ITO. La question est maintenant de savoir comment optimiser ce matériau. Avec les connaissances actuelles, le vanadate de strontium pourrait remplacer complètement l'ITO dans les mêmes équipements industriels », a déclaré Engel-Herbert.

L’équipe a déposé un brevet pour cette nouvelle technologie et pense que son matériau pourrait également être utilisé pour développer des cellules solaires bon marché à l’avenir.

Selon VnExpress