超带隙透明导体 | 进展

主要观点总结

透明导体在现代信息与技术领域占据重要地位。中国科学院物理研究所的研究团队首次实验发现本征透明金属，提出“超带隙”概念。这种新型透明导体结合了电子导电性与光学透明性，打开了通过超带隙实现透明导电的新路径。

关键观点总结

关键观点1: 透明导体的重要性

透明导体兼具导电性与透明性，广泛应用于光电器件，是现代信息与能源技术中的核心材料。

关键观点2: 本征透明导体的发现与挑战

本征透明导体概念提出20年来，尚未在实际材料中发现。中国科学院物理研究所的研究团队首次在一类有机电荷转移盐中发现这种本征透明金属，并命名为“超带隙”。

关键观点3: 超带隙的原理与特点

超带隙是介于带内吸收和带间吸收之间的一段无吸收波段。实现超带隙的特殊电子结构需要其金属带足够孤立，带内跃迁引起的吸收可被截断，从而打开超带隙。

关键观点4: 研究团队的成果

研究团队在已知有机导体TMTTF2X中发现符合超带隙条件的材料，并成功生长样品。该材料在预言的超带隙波段展现显著透明窗口，最低光学损耗与商用透明导电氧化物薄膜（ITO）持平。

关键观点5: 研究的资助与参与人员

该研究得到国家自然科学基金委和中国科学院的资助。研究团队包括吴正冉、胡孝磊、陈鲲、郭祥、李妍等博士生和研究员陆凌。论文通讯作者为陆凌研究员。

正文

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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。

图：超带隙透明导体的理论原理、材料预言、和实验发现。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) ₂ SbF ₆ 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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