由于独特的磁性、发光性和电化学特性,含有稀土元素的金属和合金被用于人们日常使用的许多设备中,例如电子设备。但这些元素供应有限并且价格相对昂贵。日前,一个科学家团队宣布已经找到了一种方法,可以将更常见的元素组合成化合物,取代电子设备中的稀土金属,用于可调节照明和太阳能电池板。

       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。”

       除了努力寻找开发回收这些元素的方法,还有一些科研人员开始选择寻找更便宜的替代品。

       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。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。同时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模仿自然阳光时,这些新的II-IV-V化合物将使我们能够做到这一点。” Clarke说道。