, 2022/3/22
A professzor szerint az oxidációálló réz helyettesítheti az aranyat, ami olcsóbb chipeket jelentene. A tudósok azt állítják, hogy megtalálták a módját annak, hogy megállítsák a réz oxidálódását. Ha igazuk van, ez potenciálisan lehetővé teheti, hogy a réz helyettesítse az aranyat az elektronikában, ami alacsonyabb költségeket és végső soron olcsóbb alkatrészeket eredményezhet.
A dél-koreai Pusan Nemzeti Egyetem tudósai azt állítják, hogy kifejlesztettek egy módszert, amellyel atomi sík egykristályos réz vékonyrétegeket állítanak elő, és ez félig-meddig tartós ellenállást biztosít az oxidációval szemben. Az agytrösztök a szintén koreai Sungkyunkwan Egyetem és az amerikai Mississippi Állami Egyetem munkatársaival közösen fejlesztették ki a módszert, és a mögötte álló kutatásokat a Nature című folyóiratban megjelent tanulmányban ismertetik.
A rezet kiváló elektromos vezetőképessége miatt szinte mindenhol használják az elektronikában, a vezetékektől az áramköri lapok sávjaiig. A felületén bekövetkező oxidáció és korrózió azonban megnövekedett elektromos ellenálláshoz vezethet, és bizonyos esetekben korlátozhatja az alkatrészek élettartamát. Emiatt gyakran használnak aranyat a kulcsfontosságú területeken - például a csatlakozók bevonatánál és a szilíciumcsipkék és a külső csatlakozásokat alkotó csapok összekötésére használt kötőhuzalokban.
Se-Young Jeong professzor szerint, aki a Pusani Egyetem csapatát vezette, az arany rézzel való helyettesítése csökkentheti a költségeket az elektronikai iparban.
"Az oxidációnak ellenálló Cu (réz) potenciálisan helyettesíthetné az aranyat a félvezető eszközökben, ami segítene csökkenteni a költségeiket. Az oxidációnak ellenálló Cu csökkenthetné az elektromos fogyasztást is, valamint növelhetné a nanoszerkezetű eszközök élettartamát" - olvasható a professzor közleményében.
A kutatócsoport megfigyelte, hogy korábbi tanulmányok megállapították, hogy az oxidáció a réz felületén található mikroszkopikus "lépcsők" miatt következik be, amelyek adszorbeált rézatomok forrását biztosítják, amelyek kölcsönhatásba lépnek az oxigénnel, és kiindulási helyet biztosítanak az oxidok növekedéséhez. A csapat abból a hipotézisből indult ki, hogy az oxidációval szembeni ellenálláshoz a felületi lépcsőélek elkerülése szükséges.
Ennek megvalósításához a puszani csapat az atomos porlasztásos epitaxiának nevezett módszert alkalmazta a lapos, egykristályos rézfilmek növesztésére. Jeong professzor szerint sikerült a rézfelületeket szinte teljesen hibátlanul tartaniuk, és atomi lapos filmeket gyártaniuk. Amikor összehasonlították egykristályos rézfelületeiket más rézfelületekkel, azt találták, hogy szinte teljesen sík a felületük, csak alkalmanként monoatomos lépésekkel, amelyek sokkal ellenállóbbak az oxidációval szemben, mivel az oxigén nehezen tud behatolni a monoatomos lépcső szélére.
A ritka fémek vitája: Csak nyomokban találtak józan elemeket
Tesla szigorúan titkos gigagyárai: Lítium a világ járműveinek energiaellátására? Számoljuk ki a számokat
Kína és Japán a Csendes-óceán ritkaföldfém-jogaiért száll szembe egymással
Az európai szilíciumtermelés zsugorodik, a fémkohászatok bezárnak, miközben az áramárak megnégyszereződnek - figyelmeztet a kereskedelmi szervezet
De vajon az arany rézzel való helyettesítése tényleg sokat spórolna a költségeken? Ha megnézzük a fémek legutóbbi napi azonnali árait, akkor ez azt sugallhatja, hogy igen. A réz ára tonnánként 10 000 dollár körül mozog, míg az aranyé több mint 62 millió dollár tonnánként - ez nem kis különbség. Egyes becslések szerint tavaly körülbelül 66,4 tonna aranyat használtak fel elektronikai alkatrészekhez - ami valószínűleg jóval alacsonyabb, mint a rézé.
Hacsak az oxidációnak ellenálló rezet nem lehet kereskedelmi forgalomban előállítani, ez nem több, mint egy akadémiai gyakorlat. Megkérdeztük a Pusan Nemzeti Egyetemet, hogy tervezik-e az eljárás kereskedelmi forgalomba hozatalát, vagy harmadik félnek történő licencelését, és ha választ kapunk, frissítjük ezt a cikket.
Ott van még maga a rézellátás kérdése. A Rystad Energy, egy energiakutató és üzleti hírszerző szervezet szerint a réz iránti globális kereslet 2030-ra valószínűleg több mint hatmillió tonnával meghaladja majd a kínálatot.
A Rystad Energy úgy véli, hogy a réz iránti éves kereslet az évtized végére 16 százalékkal, 25,5 millió tonnára emelkedik. Eközben a kínálat az előrejelzések szerint a 2021-es szinthez képest 12 százalékkal, 19,1 millió tonnára csökken. A jelentés szerint a hiány elkerülése érdekében jelentős új beruházásokra lenne szükség a rézbányászatban.
A kereslet és kínálat törvényei azt sugallják, hogy a fenti forgatókönyv felfelé irányuló nyomást gyakorol a réz árára, némileg tompítva az arany kiváltásából származó árelőnyt. ®