Pesquisadores da Universidade de Liverpool fizeram uma descoberta que pode melhorar a condutividade de um tipo de revestimento de vidro que é usado em itens como telas sensíveis ao toque, células solares e janelas com eficiência energética.

Os revestimentos são aplicados ao vidro desses itens para torná-los eletricamente condutores e, ao mesmo tempo, permitir a passagem da luz. O dióxido de estanho dopado com flúor é um dos materiais usados ​​em revestimentos de vidro comercial de baixo custo, pois é capaz de permitir simultaneamente a passagem da luz e conduzir carga elétrica, mas verifica-se que o dióxido de estanho tem potencial ainda inexplorado para melhorar o desempenho.

Em artigo publicado na revista Materiais Funcionais Avançados , os físicos identificam o fator que tem limitado a condutividade do dióxido de estanho dopado com flúor, que deve ser altamente condutivo porque cada átomo de flúor substituído em sítios de rede de oxigênio deve dar um elétron livre adicional para condução.

Os cientistas relatam, usando uma combinação de dados experimentais e teóricos, que para cada dois átomos de flúor que fornecem um elétron livre adicional, outro ocupa uma posição de rede normalmente desocupada na estrutura de cristal de dióxido de estanho.

Cada átomo de flúor denominado "intersticial" captura um dos elétrons livres e, portanto, torna-se carregado negativamente. Isso reduz a densidade do elétron pela metade e também resulta no aumento do espalhamento dos elétrons livres restantes. Estes se combinam para limitar a condutividade do dióxido de estanho dopado com flúor em comparação com o que seria possível de outra forma.

O estudante de doutorado Jack Swallow, do Departamento de Física da Universidade e do Stephenson Institute for Renewable Energy, disse:"Identificar o fator que tem limitado a condutividade do dióxido de estanho dopado com flúor é uma descoberta importante e pode levar a revestimentos com transparência aprimorada e condutividade até cinco vezes maior, reduzindo custos e melhorando o desempenho em uma infinidade de aplicativos de telas sensíveis ao toque, LEDs, células fotovoltaicas e janelas com eficiência energética. "

Os pesquisadores pretendem agora enfrentar o desafio de encontrar novos dopantes alternativos que evitem essas desvantagens inerentes.

A pesquisa envolveu físicos da Universidade e do Surrey Ion Beam Center em colaboração com químicos computacionais da University College London e fabricante global de vidro, O Grupo NSG é financiado por uma bolsa do Conselho de Pesquisa em Ciências Físicas e de Engenharia e pelo Centro de Treinamento de Doutorado em Energia Fotovoltaica Nova e Sustentável do EPSRC.