Image
17.7.2019 1 Comments

Vzácne kovy v elektronike by sa dali nahradiť kombináciou bežných prvkov

Pri výrobe solárnych panelov, mobilných telefónov či LED žiaroviek sú potrebné niektoré vzácne prvky, ktoré sa na našej planéte vyskytujú v malom množstve, a preto sú drahé. Medzinárodný tím výskumníkov z univerzít v Michigane, Lorraine a Canterbury teraz navrhol spôsob, ako vyrobiť niektoré druhy optoelektronických materiálov z lacnejších a hojnejšie sa vyskytujúcich prvkov. Ich spájaním by tieto materiály mohli byť „vyladené“ tak, aby napríklad účinnejšie zbierali elektrickú energiu zo svetla rôznych vlnových dĺžok či produkovali množstvo farieb, ktoré chceme používať pri osvetlení.

Na výrobu elektronických zariadení, ktoré emitujú svetlo alebo zbierajú elektrinu, sa môžu použiť iba špecifické druhy zlúčenín – kombinácie dvoch alebo viacerých prvkov. Napríklad tretia skupina prvkov v periodickej tabuľke zahŕňa indium a gálium, čo sú relatívne vzácne prvky, ktoré v súčasnosti podporujú aplikácie kombinujúce svetlo a elektrinu. Problém je v tom, že niektoré z týchto prvkov možno nájsť len na niekoľkých miestach na celom svete.

„Skutočne nám hrozí nebezpečenstvo, že vyčerpáme zdroje niektorých z týchto prvkov, pretože sa nedajú ľahko recyklovať a ich výskyt je obmedzený,“ povedal fyzik Roy Clarke z Michiganskej univerzity. „Nie je životaschopná technológia, ktorá sa spoliehala na niečo, čo sa pravdepodobne vyčerpá v priebehu 10 až 20 rokov.“

Výskumný tím našiel spôsob, ako skombinovať dva bežné prvky, nahradiť nimi atómy prvkov vzácnych zemín a vytvoriť tak optoelektronické materiály s podobnými vlastnosťami, no podstatne menej nákladné. Napríklad nová zlúčenina zinku, cínu a dusíka môže zbierať slnečnú energiu aj svetlo, takže by fungovala v solárnych paneloch, ako aj v LED žiarovkách, displejoch mobilných telefónov a televíznych obrazovkách.

Ak sa namiesto zinku použije horčík, rozšíri sa dosah materiálov na modré a ultrafialové svetlo. Obe tieto kombinácie sú navyše „laditeľné“. To znamená, že keď výskumníci pestujú kryštály takejto zlúčeniny, môžu prvky usporiadať tak, aby bol materiál citlivý na špecifické vlnové dĺžky svetla. To je obzvlášť dôležité pri LED žiarovkách, kde dizajnéri zariadení môžu zvoliť farbu produkovaného svetla.

„Keď osvetľujete dom alebo kanceláriu, chcete mať možnosť nastaviť teplotu svetla, často sa snažíte napodobniť prirodzené slnečné svetlo,“ povedal Clarke. „Nové zlúčeniny prvkov zo skupín II-IV-V by nám to umožnili.“

Vedci použili na výrobu požadovaných kombinácií techniku ​​nazvanú epitaxia molekulárneho lúča (molecular beam epitaxy – MBE), umožňujúcu starostlivo kontrolovať usporiadanie atómov. Pomocou nej vytvorili tenké filmy s požadovaným vlastnosťami postupným nanášaním jednotlivých prvkov.

Výskum bol publikovaný v časopise Physical Review Letters.

Zdroj: news.umich.edu.

Zobrazit Galériu
Autor: Redakcia

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Výskum

Umelé neuróny bude možné využiť ako implantáty pri Alzheimerovej chorobe

10.12.2019 00:10

Tím vedcov z britskej University of Bath našiel spôsob, ako replikovať vo forme elektronických obvodov to, čo prirodzene robia nervové bunky (neuróny). Úlohou neurónov je prenášať signály medzi mozgom ...

Výskum

IKEA navrhla, ako by mohol vyzerať interiér základne na Marse

09.12.2019 00:20

Pred dvoma rokmi poslala IKEA svojich dizajnérov na základňu Mars Desert Research Station (MDRS), čo je biotop v púšti v Utahu, ktorý napodobňuje podmienky na Červenej planéte. Jeho cieľom je pomôcť v ...

Výskum 2

Solárny satelit môže prenášať koncentrovanú energiu zo Slnka na Zem. Dokonca aj vtedy, keď prší

09.12.2019 00:05

Na začiatku roka skupina divákov v Marylande sledovala zaujímavý pokus amerického námorníctva v zariadení David Taylor Model Basin. Na každom konci krytého jaskynného bazéna bola štvormetrová tyč, na ...

1 Comments

  1. Nadpis: "Vzácne kovy v elektronike by sa dali nahradiť", t.j. VSETKY vs. Clanok: "NIEKTORE..." reakcia na: Vzácne kovy v elektronike by sa dali nahradiť kombináciou bežných prvkov
    17.7.2019 13:07
    iq pcrevue autora je ake?
    Reagovať

ACER_122019

Videá