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国外科学家团队找到新方法 有望取代电子设备中的稀土金属

文章来源: cnBeta       发布时间:2019-07-16

7月16日,据外媒报道,由于一组通常被称为稀土金属的元素,电子设备成为可能,但顾名思义,这些元素可能供应有限并且相对昂贵。现在,一个科学家团队已经找到了一种方法,可以将更常见的元素组合成电子有用的化合物,这些化合物可以用于可调谐照明和太阳能电池板。

国外科学家团队找到新方法 有望取代电子设备中的稀土金属

目前需要各种宝贵的矿物来构建像我们日常使用的智能电子设备。不幸的是,很多这些元素很难找到和挖掘,使它们变得昂贵并且在不久的将来容易变得更加稀缺。


该研究报告的作者 Roy Clarke说道:“我们有可能会耗尽其中一些元素,因为它们不易回收,而且供应有限。技术依赖于可能在10到20年内耗尽的东西是不可行的。”

国外科学家团队找到新方法 有望取代电子设备中的稀土金属

像本田和三星这样的公司正在开始开发回收这些元素的方法,而科学家们也在努力寻找新的方法来回收有价值的组件,并解决日益增长的电子垃圾问题。尽管这些举措很有用,但使用更便宜的替代品可能会更容易。因此,来自密歇根大学、洛林大学和坎特伯雷大学的研究人员开始寻找一种方法。


电子产品中常用的元素,如铟和镓,来自元素周期表中第III组,有时也称为稀土金属。但该研究小组发现,将相邻组元素结合起来可以产生具有类似稀土金属的许多有用特性的化合物。研究人员使用分子束外延(MBE)技术以薄膜形式生成化合物,通过原子精度将元素叠加在一起。


通过这种技术,该团队能够使用II,IV和V族的元素 - 例如锌,锡和氮来制造化合物。所有这些都更便宜、更常见,但所得到的化合物仍然具有与其罕见的对应物相似的光电特性。


首先,新化合物能够收获太阳能并发光,这意味着它可以作为薄膜太阳能电池板,LED灯和显示器的经济实惠的替代品。如果用镁代替锌,则可用光的范围延伸到光谱的蓝色和紫外部分。

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研究人员发现这些材料也是可调的,这意味着它们可以在开发阶段进行调整,以制造对特定波长的光更敏感的元件。例如,可以调整用这些化合物制成的发光二极管以发出特定颜色的光。


“当你照亮家庭或办公室时,你希望能够调节光线的色温,通常模仿自然阳光,” Clarke说道。“这些新的II-IV-V化合物将使我们能够做到这一点。”


该研究发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)杂志上。


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