Окись Цинка (ZnO) - Материал, Свойства, Применения и Возможности Сбыта Окиси Цинка NanoMarkets

Покрытые Темы

Предпосылка
Окись Цинка (ZnO)
Применения Окиси Цинка
Настоящая Возможность с Окисью Цинка
Преимущества Окиси Цинка
Возможности Окиси Цинка Как как Полупроводник, так и как Проводник
Свойства Окиси Цинка
Физические и Оптически Свойства Окиси Цинка
Тенденции в Процессе Производства Окиси Цинка
Применения ZnO как Проводник
Применения ZnO как Полупроводник и Другие Применения
Технические Вопросы с ZnO
Сводка

Предпосылка

NanoMarkets ведущий провайдер обслуживания исследования рынка и технологии и анализа индустрии для тонких дел фильма, органических и printable электроники (которыми мы называем ВЕРХНЯЯ Электроника.) С фирмы основывая, NanoMarkets опубликовывало над 2 дюжины всесторонними отчет о НИР на рынках вытекая технологии. Покрытые Темы включали датчики, дисплеи, OLEDs, HB-СИД, e-бумагу, RFID, photovoltaics, умный упаковывать, романные технологии батареи, напечатанную электронику, органическую электронику, вытекая память и технологии памяти и другие перспективнейшие технологии. Наш список клиента биографический справочник компаний в химикатах специальности, материалах, применениях электроники и изготавливании. NanoMarkets также хозяйничает блог на www.nanotopblog.com где мы обсуждаем тенденции технологии, объявления компании и прогресс индустрии продолжающийся.

Окись Цинка (ZnO)

Окись Цинка (ZnO) вытекает как материал интереса для разнообразие электронных применений. Ее можно использовать в большое количество областей, и не похож на много из материалов с которыми она состязается, ZnO недорог, относительно обильно, химически стабилизировано, легко для того чтобы подготовить и нетоксическо. Большой Часть из давая допинг материалов которые использованы с ZnO также охотно - доступных.

Применения Окиси Цинка

В настоящее время, наиболее широко publicized применение для ZnO замена ITO для дисплеев и фотовольтайческих панелей, где ZnO смогло более низкие цены прозрачных проводников. Но новые применения для ZnO гораздо обширнее чем новое применение. В дополнение к своей проводной природе, ZnO также можно использовать как полупроводник для делать недорогие транзисторы для устранимой электроники или даже недорогого СИД. ZnO также находит применения в тонкопленочных батареях, и способность ZnO быть проектированным в интересные nanostructures намекает на новых применениях вниз с дороги. ZnO уже выстукивается в spintronics.

Настоящая Возможность с Окисью Цинка

Однако, технические затруднения необходимо адресовать прежде чем ZnO могл достигнуть свою полную мощность. Одна важная возможность что пока еще никакой стабилизированный p-тип полупроводник ZnO. Технические барьеры в сторону, число опиловок патента польз ZnO в электронике продолжаются вырасти и NanoMarkets верит что ZnO представит существенный рынок как электронный материал над следующими 8 летами.

Преимущества Окиси Цинка

Как упомянуто выше, ZnO имеет несколько преимуществ над своими конкурентами; недорог, относительно обильно, химически стабилизировано, легко подготовить и нетоксическо. Одна из самых сильных возможностей сбыта для ZnO рентабельная замена для ITO, которое стоит (99,99 процента очищенности или высокого) над $700/kg. Цена металла индия, который от этого сочинительства над $1,000/kg, определяет большую долю цен производства. Это сравнивает к цинку, котором торгует на меньш чем $1 на Лондонской Бирже Металлов, и хотя цена связанная с обрабатывать металл цинка в порошок окиси цинка особой чистоты, общая цена фракция текущая стоимость ITO. Дополнительно, свои обилие и химическая стойкость сделали ZnO материал интереса как замена для токсических, дорогих транзисторов GaAn в СИД размечают.

Другое преимущество ZnO что его можно обрабатывать используя различный процесс производства. Это сравнивает к ITO, которое типично sputtered- дорогой, расточительный процесс который причиняет interfacial повреждение. Sputtered слой также неблагоприятно повлиян на при каждые отжиг, вытравливание и суша этап причиняя хрупкость и вопросы прилипания, которая отрицательно плотно сжимают представление фильмов. Способность использовать методы низложения химического (CVD) пара или низложения химического пара металла (MOCVD) органические в частности привлекательна, приводящ к в более лучшем охвате шага, более высоких тарифах низложения, улучшенном сортировать состава и исключении interfacial повреждения. Более Менее дорогие отростчатые методы добавляют к привлекательности использования ZnO для разнообразие применений.

Возможности Окиси Цинка Как как Полупроводник, так и как Проводник

Одно из преимуществ ZnO что его можно использовать как проводник и полупроводник. Пока NanoMarkets предпологает близко к 70 процентам применений в этом рапорте благоволит к ZnO как проводник, потенциал ZnO как полупроводник определенно достопримечателен. ZnO хороший проводник из-за своих относящой к окружающей среде стабилности, низкой резистивности и высокого транспаранта, не упоминать своих низкой цены и обилия. Низкая цена естественно делает ZnO привлекательным как полупроводник. Как полупроводник однако, все еще технические вопросы в способности достигнуть repeatable, стабилизированного p-типа фильма.

Свойства Окиси Цинка

В дополнение к стоимостям сбережений, ZnO предлагает следующие свойства.

• Высокая удобоподвижность несущей
  
• Транспарант
  
• Широкий зазор диапазона
• Процесс Низкой температуры

Физические и Оптически Свойства Окиси Цинка

Высокая удобоподвижность несущей сразу соединена к транспаранту, который делает его полно возможной для ZnO состязаться с существующими материалами кремния. Широкий зазор диапазона важен потому что он раскрывает возможность создавать Ультрафиолетов (UV) СИД и белое СИД с главной очищенностью цвета. Обрабатывать Низкой температуры предпочтен в некоторых применениях как OLEDs. ZnO имеет сразу энергию зазора диапазона eV 3,37 на комнатной температуре, и энергии экситона и biexciton meV 60 meV и 15, соответственно. Эпитаксия вероятно более добавочно улучшит свойства экситона ZnO, которая сразу относит к оптически свойствам в photovoltaics и показывает.

Окиси Цинка как прозрачные полупроводники привлекают интерес главным образом потому что острая скачка в потребности для более высокой удобоподвижности несущей прозрачных полупроводников. Удобоподвижность несущей определяет прозрачные характеристики TFT. Это теперь превышает удобоподвижность несущей материалов как низкотемпературный поли-Si (LTPS) и аморфический Si используемые в панелях LCD.

Тенденции в Процессе Производства Окиси Цинка

Применения ZnO как Проводник

Большое Часть из присутствующих применений для ZnO как проводной фильм. По Мере Того Как исследование продолжается уточнить процессы для изготовлять ZnO по мере того как тонкий фильм оно становить ясность что этот недорогой обильный материал может быть одет для нескольких применений. Несомненно, дисплеи ведущее применение где ZnO используется как материал замены проводной.

Окись олова Индия прозрачный проводник выбора для много применений дисплея должных к своим стабилности сочетание из относящой к окружающей среде, относительно низкой электрической резистивности и высокому транспаранту. Однако, ITO далеко от совершенного разрешения к много прозрачный проводник нужно управлять потребностью для замен ITO. Должной к высокой цене индия и доверия ITO на sputtering, ZnO будет привлекательная замена. Большинств предложения для окиси металла TCOs распределяют с индием вполне. Материалы которые были рассмотрены для TCOs включают изменения на окиси олова или ZnO, специально latter. ZnO-основанные материалы которые были рассмотрены или использовано для TCOs включите окись цинка саму, Mg-Данная допинг окись цинка (MZO), Al-Данное допинг ZnO (AZO), Ga-Данное допинг ZnO (GZO), Al-Данное допинг MZO (AMZO), галли-данное допинг ZnO (ТОМУ НАЗАД) и галли-данное допинг MZO (MMZO). ZnO данное допинг Индием также использовано, хотя это, конечно, приносит с им высокую цену индия. Опять, он не принимает много для того чтобы понять почему ZnO привлекательно. ZnO недорог, относительно обильно, легко для того чтобы подготовить, и нетоксическо. Польза ZnO и производных для TCOs не плотно сжимает цену цинка в путе которому польза ITO плотно сжимает цену индия потому что польза ZnO как TCO неважное применение от перспективы дела ZnO в целом. В добавлении, с возможным исключением Ga, большой часть из давая допинг материалов используемых с ZnO также охотно - доступен. Окончательно, все материалы основанные на ZnO термально и химически стабилизированы.

Photovoltaics и СИД оба на траекториях рынка высокого роста и становить благоприятные применения для ZnO как электропроводящее покрытие. Несколько солнечных компаний основывают их технологию PV на медном deselenide галлия индия (CIGS). Характеристика к процессу CIGS, все компании использует молибден (Mo) как задний контакт депозированный путем sputtering, и пользу ZnO большинства по мере того как верхний контакт депозировал или путем sputtering или CVD.

Другой потенциальный рынок для ZnO как проводник тонкопленочный рынок батареи, который растет устойчиво. Тонкопленочные батареи одетое самое лучшее где малым необходимо необходимы и потребност быть изготовленным в разнообразие формах и размерах для приспособления в неясные расточительствованные положения космоса. ZnO в настоящее время успешно используется как напечатанное электропроводящее покрытие для батарей тонкого фильма. Другие пользы присутствующего дня успешные для ZnO как электропроводящее покрытие включают EMI и покрытия и защищать RFI.

Применения ZnO как Полупроводник и Другие Применения

Некоторые из потенциальных применений для ZnO как проводник также одалживают к ZnO как полупроводник. Эти включают photovoltaics и СИД, которое смогли стать благоприятными применениями для ZnO как полупроводник. Однако, технические затруднения все еще будучи разрабатыванными для ZnO. Относительно photovoltaics, зазор диапазона выходит немногая из солнечного спектра, котор нужно поглотить. В Виду Того Что полупроводники прозрачны для того чтобы осветить с энергией чем зазор диапазона, они только поглощает фотоны с энергией более большой чем зазор диапазона. ZnO имеет bandgap eV 3,37 выходя очень немногая из солнечного спектра способным быть поглощенным.

ZnO в настоящее время борется для того чтобы выполнить потребности индустрии СИД как фактический светлый излучатель из-за потребности для стабилизированного repeatable p-типа ZnO, но кажется, что будут несколько заведений близко к разрешать этот вопрос. Это случай ясного рынка в потребности технологического прорыва. ZnO предлагает светомасс-свободный спектральный охват соединенный при эффективность суммы причаливая около 90 процентов, делая им привлекательную замену для традиционного СИД GaN.

Другие сферы интересов которые все еще улучшаются включают используя ZnO как низкая цена TFTs для backplanes дисплея. ZnO-TFTs вымостит электроника путя для широкомасштабной макрос-электроники как электронная бумага, гибкая/пригодная для носки и сообразное воображение 3D. Гибкие транзисторы будут использованы главным образом в электронике backplane активн-матрицы дисплеев оперируя понятиями способности низшего напряжения управляя.

Приборы контроля Газа в требовании для быстро диапозона применения. Датчики окиси Металла основанные химические были использованы обширно для обнаружения токсических газов поллютанта, горючих газов и органических паров. Главные преимущества химических датчиков их низкая цена, малый размер, высокая чувствительность и потребление низкой мощности. Semiconducting окиси металла SnO2 и ZnO были исследованы как газ воспринимая детекторы. ZnO продемонстрировало свойства уникально nanostructures как nanocombs, nanorings, nanohelixes/nanosprings, nanobelts, nanowires и nanocages и свойства для романных применений как датчики и биомедицинские датчики.

Другие рынки привлекая внимание ZnO, включая spintronics и умные тканья. Spintronics насцентное поле эксплуатируя закрутку электронов вернее чем их обязанность. Исследования кобальт-данной допинг окиси цинка показывали посыл в обеспечивать разбавленный магнитный полупроводник. Умный текстильная промышленность, также насцентный рынок, экспериментирует с microarrays росли ZnO, котор как часть гибких нитей полиэфира.

Для того чтобы суммировать, ZnO вытекает как перспективнейший материал в разнообразие применениях электроники. Число опиловок патента научным сообществом и индустрией продолжается вырасти, и оно надеющийся что некоторые из технических возможностей будут разрешены позволяющ ZnO стать вездесущий в дисплеях, панелях солнечных батарей и освещать следующего поколени.

Технические Вопросы с ZnO

Самая серьезная препона датировать, которая ограничивает потенциал ZnO для некоторых применений, способность достигнуть процесса конюшни коммерчески жизнеспособного для p-типа ZnO. Несмотря На несколько лет исследования, причина этих проблем все еще предмет полемики. Низкая растворимость примеси, чрезмерно энергия ионизацией акцептора и возможные компенсируя механизмы 3 главным образом фактора делая p-тип давать допинг ZnO трудной.

Поэтому оно должен прийти как никакой сярприз что много научно-исследовательская работа индустрией, университетом и правительством в этой области. Расследуются Несколько методов включая амортизирующие слои, dopants и методы роста.

Фундаментально исследование основано на факте что СИД требует и несомненно и отрицательно - порученные semiconducting материалы. В СИД, когда электрон встречает отверстие, он понижается в более низкий энергетический уровень и выпускается энергию в форме фотона света.

Университет Штата Калифорнии в Сан-Диего (UCSD) и CO. Sanyo Электрические 2 компании с патентами в этой зоне p-типа ZnO. UCSD создавал p-тип nanowires от данных допинг кристаллов ZnO с фосфором используя CVD. Добавление атомов фосфора к кристаллической структуре ZnO имеет вести к p-типу материалу через образование комплекса дефекта который увеличивает число отверстий по отношению к числу свободных электронов. Sanyo Электрическому наградило патент для изготовления p-типа ZnO путем давать допинг ZnO с щелочным металлом и водоподом. Другие исследованные методы включают фильмы ZnO MOCVD на вафлях GaN.

Сводка

Мнение NanoMarkets что технология как раз несколько леты далеко от быть уточненным, которое раскроет вверх по возможностям нового рынка для ZnO, в частности в космосе СИД.

Источник: «Рынки для Окиси Цинка в Электронике», Обзор Состояния Рынка Nanomarkets

Для больше информации на этом источнике пожалуйста посетите NanoMarkets