牛津大学 | 新的研究设施启动，以开发下一代先进功能材料

NTCF是英国首批提供一系列不同真空沉积室的设施之一，通过真空传输系统相互连接，解决了关键的研究需求。这使得样品能够经历不同的(通常以前不兼容的)加工步骤和材料组合，同时保持整个真空条件，对成品提供高度精确的控制。因此，该设备为将材料组合成新型多层结构提供了几乎无限的可能性，远远超过了在单个真空室中所能实现的。

这些新的研究能力可能会导致太阳能和显示技术等关键应用领域的跨越式变化。作为一个国家机构，NTCF将向全国各地的研究人员以及牛津大学从事先进功能材料研究的50多个科研团队开放。该设施将支持的研究范围包括用于先进电子电路的具有光电特性的材料;金属氧化物用于开发驱动下一代显示技术的新型晶体管;还有有机半导体，未来从太阳能到健康都有广泛的应用。

该设施由Henry Snaith教授和Moritz Riede教授共同指导，设在物理系Robert Hooke大楼一个新装修的实验室里。11月15日星期二，许多重要的工业界和学术界代表以及牛津大学副校长Dame Louise Richardson教授出席了正式的开幕仪式。

在发布会上，理查森教授说:“先进的功能材料无疑是下一场革命，它们的特性为从能源到医疗保健再到电子产品等领域开辟了大规模的低成本解决方案。”该设施填补了英国研发能力的战略空白，将支持我们的研究人员开发下一代太阳能电池、发光二极管、催化剂、传感器等。它还将在培养这些领域的下一代研究人员方面发挥关键作用。”

由于材料科学是一个发展如此迅速的领域，“国家NTCF”被设计成模块化和适应性很强的，因此它可以扩大到目前规模的近两倍，以满足未来的研究需求。这包括为不同的沉积和表征技术添加进一步的腔室的能力。第一次扩建是为该设施提供表面敏感的表征技术，已经获得了工程和物理科学研究委员会(EPSRC)的资助，并将于明年投入使用。

nntcf联合主任、软功能纳米材料教授Moritz Riede说:“这个新设施增强了英国在溶液处理先进功能材料方面的世界领先能力，并将有助于将我们置于商业可行的真空沉积技术领域的研发中心。”我认为它是一个平台，可以进行大量令人兴奋的研究，不仅在牛津，而且在整个英国和其他地方。”

清洁能源用先进功能材料

“NTCF可以产生转型影响的一个特别领域是能源;新材料，从钙钛矿到有机半导体，都有潜力与传统无机半导体竞争，然后超越它们，为光伏、光发射和光子技术打开了新的大门。”国家森林基金联合主任、可再生能源Binks教授Henry Snaith说。

例如，该设施将有助于推进Snaith教授开发高效多层太阳能光伏板的工作。这项技术涉及在硅太阳能电池面板上覆盖一层钙钛矿薄层，钙钛矿是一种具有优异半导体性能的晶体材料。这已经可以将太阳能电池板的转换效率从20-22%提高到30%左右，但新设施将使潜在的更有效的设计和组合得以探索。

该设施将同样支持Riede教授对真空沉积有机半导体制成的太阳能电池的研究。考虑到它们的机械灵活性和重量轻，这种有机太阳能电池的应用具有巨大的变革潜力。此外，它们是由地球上丰富的材料制成的，现在只需要大约30%的硅太阳能电池板的材料和能量输入，导致更低的环境足迹。

开发更可持续的材料

NTCF将帮助解决的另一个挑战是探索供应链存在问题的材料的解决方案。例如，铟是一种稀有金属，在清洁能源技术和现代消费电子产品(包括太阳能电池和液晶显示器)中发挥着关键作用。牛津大学材料研究界的目标是利用新的设施来探索无铟、可持续的透明导电氧化物，用于电子应用。

Snaith教授说:“可持续发展将是NTCF工作的重点，将包括一种全生命周期方法，以开发在整个生命周期内对环境的影响最小的材料，从材料的采购到最终的使用。”

Riede教授总结道:“该设施使基础蓝天研究和先进功能材料终端设备的应用研究成为可能，以解决能源和健康等社会的一些重大挑战。”此外，它提供了从学术界到工业界的桥梁，将研究转化为社会影响，我们期待着该设施将实现所有令人兴奋的研究。”

NTCF是一个由来自剑桥大学、拉夫堡大学和伦敦帝国理工学院的联合调查人员建立的全国性合作项目。该设施由英国EPSRC、牛津大学和沃尔夫森基金会资助。