Neues Verfahren aus Russland spart wertvollen Rohstoff für Elektronikbranche

© SNA / Maxim BlinowProduktion von Schaltkreisen
Produktion von Schaltkreisen - SNA, 1920, 09.12.2020
Eine effektive Methode zur Bearbeitung eines der wichtigsten Rohstoffe in der modernen Elektronik - Indiumzinnoxid (ITO) – haben Forscher der russischen Nationalen Universität für Nuklearforschung MEPhI vorgeschlagen. Mit der neuen Technologie können die begrenzten Vorräte des kostspieligen Indiums effektiver und sparsamer genutzt werden.
Die entsprechende Forschungsarbeit wurde in der Zeitschrift „Materials Letters“ veröffentlicht.
Als transparente Elektrode wird eine Gruppe von in der Elektrotechnik populären Materialien bezeichnet, die gleichzeitig über gute elektrische Leitung und Transparenz verfügen. Solche Eigenschaften haben vor allem Metalloxide.
Indiumzinnoxid (ITO), das zu dieser Gruppe gehört, ist laut den MEPhI-Wissenschaftlern einer der wichtigsten Rohstoffe in der modernen Elektronikindustrie. Ohne dieses Material kommt fast kein Computer, Smartphone bzw. Fernsehgerät aus. Zudem ist er in der Photovoltaik sehr gefragt – bei der Herstellung von Solarzellen.
Den Wissenschaftlern zufolge muss ITO zur Anwendung in elektronischen Geräten oft einer komplexen thermischen Bearbeitung bei 400 Grad in einer Sauerstoff- bzw. Stickstoff-Atmosphäre unterzogen werden, was zur Verschlechterung der strukturellen, optischen und elektrischen Eigenschaften des Materials führt. Die neue Methode zur Bearbeitung von ITO, die MEPhI-Wissenschaftler angeboten haben, lässt dies völlig vermeiden.  
„Die Bearbeitung mit der traditionellen Methode führt zur Reduzierung der Beweglichkeit der Elektronen um mehr als 50 Prozent, zudem nimmt der elektrische Widerstand des Rohstoffs um 100 Prozent zu. Das ist eine markante Minderung der Eigenschaften, die die Möglichkeiten dieses wertvollen Rohstoffs und Gerätes verschlechtert. Wir haben festgestellt, dass die thermische Bearbeitung in einer Kohlenwasserstoff-Atmosphäre bei 400 Grad fast zu keiner Verschlechterung der ITO-Eigenschaften führt“, sagte der Dozent des Lehrstuhls für physikalische Probleme der Werkstoffkunde der MEPhI Smagul Karaschanow.
Der Bedarf an Indium wächst nach Angaben der Forscher, doch die Vorräte sind stark begrenzt, und der Preis ist sehr hoch. Die von den MEPhI-Forschern erhaltenen Ergebnisse können dabei helfen, eine sparsamere und effizientere Strategie zur ITO-Anwendung in der modernen Industrie zu entwickeln. 
Die Studie wurde zusammen mit Spezialisten der Madurai Kamaraj University (Indien) und der Universität Oslo (Norwegen) durchgeführt. Weiter wollen die Wissenschaftler den physikalisch-chemischen Mechanismus der thermischen ITO-Verarbeitung  in Kohlenwasserstoff detailliert erforschen sowie mehrere elektronische Elemente auf Grundlage dieser neuen Methode ausarbeiten.
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