Ученые ищут замену редкоземельным металлам, комбинируя обычные элементы

Вся современная электроника была бы просто невозможна без использования компонентов, построенных на базе редкоземельных металлов.

Но как понятно даже из самого названия, редкоземельные элементы не так распространены в природе, и их добыча обходится довольно дорого.

Микрокристаллы цинка, которые в сочетании с другими распространенными минералами могут заменить редкоземельные металлы в электронных устройствах

Как нашли альтернативу редкоземельным материалам

Объединенная научная группа из Мичигана, Лотарингии и Кентербери обнаружила способ объединять распространенные элементы между собой и таким образом получила соединения, которые по своим свойствам вполне способны полностью заменить редкоземельные компоненты в электронике будущего.

Если мы с вами посмотрим на периодическую таблицу Менделеева, то увидим, что такие материалы как индий и галий (часто используемые в современной микроэлектронике компоненты) относятся к третьей группе. Ее также именуют как редкоземельные металлы.

Для того, чтобы получить соединения ничем не уступающим редкоземельным металлам, была применена молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ). И было получено соединение в форме тонких пленок путем наложения элементов один на другой с атомарной точностью.

Благодаря такому подходу удалось получить соединение, применяя элементы из групп II, IV, V, к которым относятся цинк, олово и азот.

Все эти металлы несоизмеримо дешевле и гораздо доступнее редкоземельных компонентов, а полученные на их основе соединения по своим свойствам ни чем не уступают своим редким аналогам.

Так, например, было получено соединение, способное как излучать, так и поглощать световой поток, что допускает его применение в солнечных панелях и светодиодных светильниках нового образца.

А если заменить в новом соединении цинк на магний, то световой поток смещается в синюю и ультрафиолетовую область спектра.

Система молекулярно-лучевой эпитаксии систематически укладывает каждый атомный слой соединения, поэтому исследователи могут изучать структуру тонкого слоя или пленки по мере его роста.

Кроме этого в ходе многочисленных экспериментов было выяснено, что параметры получаемых компонентов вполне могут быть настроены добавлением тех или иных примесей.

Каковы перспективы открытия

Возможность производить тонкую настройку параметров получаемых сплавов открывают широкие перспективы использования новых материалов в самом широком спектре промышленности: от освещения до компонентов суперкомпьютеров.

Понравился материал, тогда ставим лайк подписываемся и комментируем.