Meilleure réponse
tl; dr: oui tl; dr2: tout sera transparent si vous le faites suffisamment fin, sauf un métal parfait théorique qui n’existe pas dans la vraie vie.
Pour répondre à la question, il faut préciser ce qu’ils entendent par «transparent» et ce qu’ils veulent dire par «métal». assumer la transparence à la lumière visible. Pour cette dernière, les choses sont un peu plus délicates car « métal » signifie différentes choses pour différentes personnes (la liste ci-dessous ne se veut pas exhaustive):
- Les éléments au milieu du tableau périodique
- Tout élément ou composé à résistivité métallique (résistivité inférieure à un certain seuil)
- Un élément ou composé avec des bandes électroniques traversant le niveau de Fermi
- Un liquide de Fermi
Par définition (2), les métaux transparents se trouvent sur tous vos appareils à écran tactile. Il ne sagit pas de qui conduisant ma Les matériaux peuvent être rendus transparents lorsquils sont minces (tous le peuvent), mais plutôt, lequel optimise la durabilité, la conductivité, la fabricabilité et le coût. Jusquà présent, lITO est en train de gagner, mais un autre conducteur transparent avec une meilleure optimisation des coûts prendra probablement le relais à lavenir.
Plus généralement, un métal en vrac sera principalement réfléchi pour les fréquences (ou lénergie, de la lumière incidente) ci-dessous la fréquence du plasma et non réfléchissante (plus facilement transparente) pour les fréquences supérieures à la fréquence du plasma. Par rapport à limage ci-dessous, la lumière visible est comprise entre 1,65 et 3,26eV.
Réflectivité théorique (en pointillés) et expérimentale (trait plein) de laluminium. source de limage: http://www.mark-fox.staff.shef.a …
La fréquence plasma (\ omega\_p) dun métal est donné par: \ omega\_p = (\ frac {Ne ^ 2} {\ epsilon\_0 m}) ^ {1/2} où N est le nombre délectrons par unité de volume, e est la charge électronique, \ epsilon\_0 est la permittivité de lespace libre, et m est la masse électronique (généralisable à une masse effective).
Les métaux réels ne sont pas 100\% réfléchissants, donc la transparence est une possibilité pour les couches minces. Compte tenu des fréquences visibles de la lumière incidente sur le métal (pour la plupart des métaux, la lumière visible est inférieure à la fréquence du plasma), la puissance optique diminue de manière exponentielle à lintérieur du métal, avec une longueur caractéristique \ delta, appelée profondeur de peau. Si toute lépaisseur du métal est comparable à la profondeur de la peau, il apparaîtra transparent. \ delta = (\ frac {2} {\ sigma\_0 \ omega \ mu\_0}) ^ {1/2} Dans léquation ci-dessus, \ sigma\_0 est la conductivité CC du métal, \ omega est la fréquence de la lumière et \ mu\_0 est la perméabilité magnétique de lespace libre. Pour un métal typique, \ delta sera 1-10nm , donc le métal ne doit avoir que quelques atomes dépaisseur pour être transparent.
Si la fréquence lumineuse est supérieure à la fréquence du plasma, on peut sen tirer avec un métal plus épais – peut-être plusieurs dizaines ou centaines de nanomètres (cest plus compliqué à calculer).
Enfin, le moyen le plus évident de augmenter lépaisseur dun film métallique tout en conservant la transparence, cest abaisser le nombre délectrons de conduction, N, par unité de volume. Cela réduira à la fois la conductivité CC (\ sigma\_0), ce qui augmentera la profondeur de la peau et abaissera la fréquence du plasma.
Jai discuté de concepts similaires précédemment ici, ici et ici.
Et voici un article de synthèse sur les conducteurs transparents: Physique des conducteurs transparents
Réponse
Oui absolument. Des électrodes transparentes (métaux) sont utilisées de nos jours dans des applications où une faible résistivité (bonne conductivité) mais une bonne transparence est nécessaire. Les applications incluent les LED, les films minces et les cellules solaires. Pourquoi certains métaux sont-ils transparents? Deux facteurs: Fréquence du plasma et bord dabsorption .
La transparence peut être considéré comme la façon dont un matériau répond aux ondes électromagnétiques (p. ex., ondes radio, micro-ondes, infrarouge, lumière visible, UV). Lorsquune onde électromagnétique frappe un matériau, des choses se produisent: réflexion, absorption et / ou transmission.
Les matériaux ont tendance à avoir ce que lon appelle la fréquence plasma, qui est la fréquence de londe électromagnétique jusquà laquelle un matériau cesse dêtre opaque, commence donc à transmettre londe EM.
Comme vous pouvez le voir sur la figure ci-dessous, la réflectivité du matériau à portée de main est denviron 0,9 (90\%) aux basses énergies (basses fréquences). Dès que lénergie (fréquence) atteint une valeur critique, E = 15,8 eV, la réflectivité diminue rapidement. La fréquence correspondant à cette énergie critique est la fréquence plasma.
Les matériaux ont aussi quelque chose que vous appelez bord dabsoprtion .Cest cette fréquence lorsque le matériau commence soudainement à absorber les énergies des ondes électromagnétiques et cesse de transmettre.
Absoprtion Edge = (Écart dénergie) / (Constante de Planck h)
Si le matériau absorbe, cela signifie que la fréquence de londe EM est égale ou supérieure à ce quon appelle le bande interdite ( exigence dénergie minimale pour labsorption) . Pour la transparence à la lumière visible, il est nécessaire que la bande interdite (exigence dénergie minimale pour labsorption) se situe dans la plage UV. De cette façon, aucune lumière nest absorbée dans les spectres de lumière visible, rendant ainsi le matériau transparent dans les spectres de lumière visible.
Un métal avec une fréquence plasma dans lIR et un bord dabsorption dans les UV, présentera transparence. Loxyde dindium et détain en est un exemple.