Cínem dopovaný oxid inditý (ITO) je dnes klíčovou složkou při výrobu displejů, dotykových vrstev, fotovoltaických panelů a speciálních fólií třeba pro skla leteckých kokpitů. ITO je totiž transparentní a zároveň vodivá látka.
Problém spočívá v tom, že je indium samotné relativně vzácné a jeho výroba je spojená s těžbou zinku. Dokud je poptávka po zinku, vyplatí se vyrábět i sloučeniny india. Stručně řečeno, ačkoliv je ITO velmi složitě zastupitelná látka, její dodávky z Asie v čele s Čínou jsou v dlouhodobém měřítku potenciálně rizikové. Proto mnoho výrobců vsadilo na recyklaci – třeba ti z Japonska.
Wolfram, stříbro a zasypte to kyslíkem
Inženýři už roky a úspěšně hledají vhodnější náhradu, která by používala mnohem dostupnější stavební substance. O jedné z nich se nyní rozepsal magazín The Conservation.
Transparentní vodivý materiál umožňuje i elektrochromatismus. Přivedením elektrické energie se film zabarví. Může tedy sloužit i pro výrobu displejů
Namísto cínu a india používají wolfram, stříbro, kyslík, sklo a plazmu, pomocí kterých vytvoří čtyřvrstvou transparentní a vodivou látku, u které se zároveň projevuje elektrochromatismus. To je fyzikální jev, pomocí něhož můžeme měnit barvu látky přivedením adekvátního elektrického napětí.
Pak chvíli pečte v plazmě
A jak se to celé vyrábí? Tady do hry konečně vstupuje zmíněná plazma vytvořená z kyslíku, argonu a směsi dalších plynů. Nabité částice plazmy pak v procesu, kterému říkáme plazmatické naprašování (plasma sputtering), doslova bombardují wolfram, odlupují z něj jednotlivé atomy, no a ty ulpívají na vrstvě skla.
Plazmatické naprašování
Tímto způsobem vznikne celý kompozit sklo/WO₃/Ag/Ag-WO₃ s tloušťkou celkově naneseného filmu méně než 100 nanometrů.
Vrstvička na sklem je díky své velmi nízké mocnosti prakticky zcela transparentní, díky použitým látkám ale vodivá. Samotné naprašování atomů trvá jen několik minut a má i mnoho dalších výhod oproti ITO. Například není při výrobě tak toxické.
Sputteringem se na sklo nanesu nanovrstvičky vodivého matriálu