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 1

Solárna energia je už v Číne lacnejšia ako tá zo zásuvky

19.08.2019 00:00

Nová štúdia zistila, že v stovkách čínskych miest je slnečná energia už lacnejšia ako elektrina, ktorá je dodávaná z národnej siete. Konkurovať dokáže aj energii spaľovanej uhlím. Čína urobila obrovsk ...

Výskum

Terraskop – planetárny ďalekohľad využívajúci atmosféru ako obrovskú šošovku

15.08.2019 00:10

Teleskopy sú drahé zariadenia. Obrovský Magellanov teleskop, ktorý sa práve pripravuje v púšti Atacama v Čile, bude mať 25-metrové zrkadlo za cenu približne 1 miliardy dolárov. Navrhovaný tridsaťmetr ...

Výskum

3D tlačené mini roboty môžu byť užitočné, hoci sú takmer neviditeľné

15.08.2019 00:02

Vedci usilovne pracujú na malých robotoch, ktoré môžu vykonávať rozličné činnosti. V spoločnosti Georgia Tech napríklad vytvorili drobné roboty, ktoré budú môcť jedného dňa pracovať v skupinách a napr ...

q

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

eFocus_2019

Videá