A legjobb válasz
tl; dr: igen tl; dr2: bármi átlátszó lesz, ha elég vékonyra készíted, kivéve a elméleti tökéletes metal, amely a való életben nem létezik.
A kérdés megválaszolásához meg kell határozni, hogy mit jelentenek „átlátszó” és mit jelentenek „fém” alatt. Az előbbi számára feltételezzük a látható fény átlátszóságát. Utóbbi esetében a dolgok egy kicsit trükkösebbek, mert a “fém” különböző dolgokat jelent különböző emberek számára (az alábbi lista nem célja a teljes kimerültséget):
- Az elemek a periódusos rendszer közepén
- Bármely fémes ellenállású elem vagy vegyület (rezisztivitás egy bizonyos küszöb alatt)
- A Fermi szintet átlépő elektronikus sávú elem vagy vegyület
- Fermi folyadék
A (2) meghatározás szerint átlátszó fémek találhatók minden érintőképernyős eszközén. Ez nem a amely vezetése ma A terial átlátszóvá tehető, ha vékonyak (mindegyikük képes), hanem melyik optimalizálja a tartósságot, a vezetőképességet, a gyárthatóságot és a költségeket. Eddig az ITO nyer, de a jövőben valószínűleg egy másik, jobb költségoptimalizálást biztosító átlátszó vezető veszi át az irányítást.
Általánosságban elmondható, hogy egy ömlesztett fém leginkább az alábbi frekvenciákra (vagy a beeső fény energiájára) reflektál a plazma frekvencia és nem reflektáló (könnyebben átlátható) a plazma frekvencia felett. Az alábbi képhez képest a látható fény az 1,65-3,26eV tartományban van.
Az alumínium elméleti (mindkét pontozott vonal) és kísérleti (folytonos vonal) visszaverő képessége. kép forrása: http://www.mark-fox.staff.shef.a …
A plazma frekvencia (\ egy fém omega\_p) értékét a következő adja: \ omega\_p = (\ frac {Ne ^ 2} {\ epsilon\_0 m}) ^ {1/2} ahol N az egységnyi térfogatra eső elektronok száma, e az elektron töltése, \ Az epsilon\_0 a szabad tér permittivitása, m pedig az elektrontömeg (hatásos tömegre általánosítható).
A valódi fémek nem tükröződnek 100\% -ban, ezért az átlátszóság vékony filmek esetén is lehetséges. Figyelembe véve a fémre beeső látható fényfrekvenciákat (a legtöbb fém esetében a látható fény a plazma frekvencia alatt van), az optikai teljesítmény exponenciálisan csökken a fém belsejében, jellegzetes hosszúsága delta, amelyet bőrmélységnek nevezünk. Ha a fém teljes vastagsága összehasonlítható a bőr mélységével, akkor átlátszónak tűnik. \ delta = (\ frac {2} {\ sigma\_0 \ omega \ mu\_0}) ^ {1/2} A fenti egyenletben \ sigma\_0 a fém egyenáramú vezetőképessége, \ omega a fény frekvenciája és \ mu\_0 a szabad tér mágneses permeabilitása. Egy tipikus fém esetében a \ delta 1-10nm lesz, ezért a fémnek csak néhány atom vastagnak kell lennie, hogy átlátszó legyen.
Ha a fényfrekvencia meghaladja a plazma frekvenciát, akkor megúszhat egy vastagabb fémet – talán több tíz vagy száz nanométert (a számítás bonyolultabb).
Végül, a legkézenfekvőbb módszer A fólia vastagságának növelése az átlátszóság fenntartása mellett csökkenti a vezetési elektronok számát, N, térfogategységenként. Ez egyszerre csökkenti az egyenáramú vezetőképességet (\ sigma\_0), ami növeli a bőr mélységét és csökkenti a plazma frekvenciát.
Korábban itt, itt és itt tárgyaltam hasonló fogalmakat.
És íme egy áttekintő cikk az átlátszó vezetőkről: Az átlátszó vezetők fizikája
Válasz
Igen. Az átlátszó elektródákat (fémeket) manapság olyan alkalmazásokban használják, ahol alacsony ellenállásra (jó vezetőképesség), de jó átlátszóságra van szükség. Az alkalmazások között LED, vékony filmek és napelemek találhatók. Miért egyes fémek átlátszóak? Két tényező: Plazma gyakorisága és abszorpciós él .
Az átlátszóság úgy kell gondolni, hogy egy anyag hogyan reagál az elektromágneses hullámokra (pl. Rádióhullámok, Mikrohullámú sütő, Infravörös, Látható Fény, UV). Amikor egy elektromágneses hullám elüt egy anyagot, történnek dolgok: tükröződés, abszorpció és / vagy átvitel.
Az anyagoknak általában az úgynevezett plazma frekvenciája van, amely az elektromágneses hullám frekvenciája, amelyig egy anyag nem átlátszó, így elkezdi továbbítani az EM hullámot.
Amint az alábbi ábrán látható, a kézben lévő anyag visszaverő képessége 0,9 (90\%) körül van alacsony energiák (alacsony frekvenciák) mellett. Amint az energia (frekvencia) eléri a kritikus értéket, E = 15,8 eV, a reflektivitás gyorsan csökken. Ennek a kritikus energiának megfelelő frekvencia a plazma frekvencia.
Az anyagokban van valami, amit abszolvációs élnek hívsz.Ez az a frekvencia, amikor az anyag hirtelen elnyeli az EM hullámenergiákat, és abbahagyja az adást.
Absoprtion Edge = (Energiarés) / (Planck-féle állandó h)
Ha az anyag abszorbeálódik, ez azt jelenti, hogy az EM hullám frekvenciája egyenlő vagy nagyobb, mint az úgynevezett sávrés ( az abszorpció minimális energiaigénye) . A látható fény átlátszósága érdekében szükséges, hogy a sávrés (az abszorpció minimális energiaigénye) az UV-tartományon belül legyen. Ily módon a látható fény spektrumában nem szívódik fel fény, így az anyag átlátszóvá válik a látható fény spektrumában.
Egy olyan fém, amelynek plazma frekvenciája van az IR-ben, és abszorpciós éle van az UV-ben, átláthatóság. Az indium-ón-oxid erre példa.