Найден способ удешевить всю электронику: замена редким элементам
Мы привыкли, что современные электронные гаджеты высокого класса являются достаточно дорогим «удовольствием». Это связано не только с особенностями применяемой технологии изготовления, но и используемой элементной базой. А как хотелось бы, чтобы стоимость современной электроники было «по карману» обычному потребителю со средним уровнем дохода.
Именно поэтому известные ученые и исследователи ведущих мировых лабораторий работают над поиском вариантов удешевления комплектующих, применяемых в платах электронных устройств, жидкокристаллических дисплеях, а также осветительных устройствах. Научные специалисты пытаются использовать более распространенные элементы для замены дорогих материалов природного происхождения.
Так, совершенно недавно, команде исследователей из Соединенных Штатов Америки удалось найти альтернативу достаточно дорогим элементам – индию и галлию. Отличительной особенностью разработанной ими технологии является дешевизна. Это открывает новые перспективы в области создания настраиваемых схем, позволяющих заниматься извлечением электроэнергии из волн с различными спектральными характеристиками.
Остановимся более детально на современных оптоэлектронных материалах для электронных гаджетов и других приборов. Область использования оптоэлектронной базы не ограничивается мобильными телефонами и светодиодными лампами. Достаточно редкими и крайне дорогими элементами комплектуются также пленочные солнечные панели и дисплеи современной электроники.
По утверждению американского ученого Роя Кларка, работающего в мичиганском университете, спустя пару десятков лет запасы элементов из третьей группы периодической таблицы Менделеева будут близки «к нулю». В первую очередь, он говорит об индии и галлии, используемых для изготовления осветительных устройств и электронной техники.
Командой Кларка разработан инновационный способ, позволяющий использовать распространенные элементы, входящие во вторую, четвертую и пятую группы периодической таблицы для получения новых соединений. В результате появилась возможность заменить редкие элементы, используемые в оптоэлектронной области, и при этом сохранить рабочие свойства полученных новых материалов.
Оказывается, применение достаточно дешевых и широко распространенных в природе материалов – цинка, азота и олова – позволяет создавать новые соединения, являющиеся достойной альтернативой ранее используемым, и более дорогим на базе галлия и индия. Интересной особенностью нового соединения является возможность абсорбировать солнечную энергию. Это позволяет использовать новую оптоэлектронную базу в тонкопленочных фотоэлементах, светодиодных лампах, а также при изготовлении телевизионных экранов, дисплеев компьютеров и смартфонов.
Новая технология позволяет варьировать используемые материалы для взаимодействия со световыми волнами различной длины и спектра. Так, например, использования магния вместо цинка значительно повышает возможности нового материала при взаимодействии с ультрафиолетовыми лучами и синим светом.
Имеется технологическая возможность своеобразной «настройки» обоих компонентов при выращивании новых кристаллов. Для этого процесс формирования кристаллической решетки осуществляется в специально заданных исследователями условиях, позволяющих обеспечить повышенную восприимчивость к световым волнам определенной длины. Это особенно актуально при изготовлении светодиодов, применяемых в различной компьютерной технике и других электронных гаджетах.
Исследователь Рой Кларк высоко оценивает перспективы применения соединений из элементов, входящих во вторую, четвертую и пятую группу периодической таблицы Менделеева. Он считает, что они будут востребованы не только для удешевления электроники, но и для создания современных осветительных устройств. По мнению Кларка, с помощью новых осветительных приборов любой желающий сможет насытить офисное помещение, квартиру или дом теплым светом, который не будет отличаться от естественного освещения.
Кембриджские исследователи также не стоят на месте и занимаются изучением той же проблемы, что и их коллеги из мичиганского университета. Так ученым из Кембриджа год назад удалось зафиксировать рекордную производительность светодиодных элементов на основе перовскитовых полупроводников. Ими освоена не имеющая аналогов технология создания перовскитового слоя, затраты на формирование которого намного ниже, чем при изготовлении традиционных элементов. Имеется возможность интеллектуальной настройки перовскитового слоя на видимый и инфракрасный диапазон спектра.
Несомненно, что за этой темой будущее. В любом случае можно констатировать начало перовскитовой революции, которая удешевит светодиоды и повысит эффективность солнечных панелей.
На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках — 12 лет, из них 8 лет — за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.
