研究稱將常見元素組合成化合物後有望取代電子設備中的稀土金屬
據外媒報導,由於一組通常被稱為稀土金屬的元素,電子設備成為可能,但顧名思義,這些元素可能供應有限並且相對昂貴。現在,一個科學家團隊已經找到了一種方法,可以將更常見的元素組合成電子有用的化合物,這些化合物可以用於可調諧照明和太陽能電池板。
目前需要各種寶貴的礦物來構建像我們日常使用的智能電子設備。不幸的是,很多這些元素很難找到和挖掘,使它們變得昂貴並且在不久的將來容易變得更加稀缺。
該研究報告的作者Roy Clarke說道:“我們有可能會耗盡其中一些元素,因為它們不易回收,而且供應有限。技術依賴於可能在10到20年內耗盡的東西是不可行的。”
像本田和三星這樣的公司正在開始開發回收這些元素的方法,而科學家們也在努力尋找新的方法來回收有價值的組件,並解決日益增長的電子垃圾問題。儘管這些舉措很有用,但使用更便宜的替代品可能會更容易。因此,來自密歇根大學、洛林大學和坎特伯雷大學的研究人員開始尋找一種方法。
電子產品中常用的元素,如銦和鎵,來自元素週期表中第III組,有時也稱為稀土金屬。但該研究小組發現,將相鄰組元素結合起來可以產生具有類似稀土金屬的許多有用特性的化合物。研究人員使用分子束外延(MBE)技術以薄膜形式生成化合物,通過原子精度將元素疊加在一起。
通過這種技術,該團隊能夠使用II,IV和V族的元素- 例如鋅,錫和氮來製造化合物。所有這些都更便宜、更常見,但所得到的化合物仍然具有與其罕見的對應物相似的光電特性。
首先,新化合物能夠收穫太陽能並發光,這意味著它可以作為薄膜太陽能電池板,LED燈和顯示器的經濟實惠的替代品。如果用鎂代替鋅,則可用光的範圍延伸到光譜的藍色和紫外部分。
研究人員發現這些材料也是可調的,這意味著它們可以在開發階段進行調整,以製造對特定波長的光更敏感的元件。例如,可以調整用這些化合物製成的發光二極管以發出特定顏色的光。
“當你照亮家庭或辦公室時,你希望能夠調節光線的色溫,通常模仿自然陽光,” Clarke說道。“這些新的II-IV-V化合物將使我們能夠做到這一點。”
該研究發表在《物理評論快報》( Physical Review Letters )雜誌上。