5 Применение иридия в электронике

Иридий - один из самых дефицитных и дорогих элементов семейства платины. Он известен невероятной устойчивостью к коррозии, высокой температурой плавления и каталитическими свойствами. Такие свойства обуславливают значительное использование иридия в различных высокотехнологичных приложениях, особенно в электронной и электрохимической отраслях.

1. Электроды и электрические контакты

Он широко используется в качестве материала для производства прочных и эффективных электродов и электрических контактов для использования в полупроводниках и электронике. Они необходимы для создания устройств, требующих стабильной работы, таких как высокопроизводительные свечи зажигания для автомобильной промышленности, аэрокосмические реле и спутниковые системы. Высокая температура плавления (~2 466°C) делает его наиболее подходящим материалом для использования в устройствах и системах, требующих надежной работы и длительного срока службы, а также для производства свечей зажигания для автомобильной и авиационной промышленности.

Продукция из иридия на этом рынке включает свечи зажигания с иридиевыми точками для автомобилей и небольших двигателей, обладающие повышенным сроком службы и способностью обеспечивать эффективное зажигание. В высоконадежных электрических контактных решениях для аэрокосмического/спутникового рынка используется иридий, обеспечивающий стабильные электрические соединения в течение длительного периода времени, несмотря на суровые условия окружающей среды.

Похожие статьи: 5 распространенных способов применения иридия

2. Тигли для выращивания полупроводниковых кристаллов

Способность иридия противостоять высоким температурам и коррозионным средам делает его весьма востребованным для высокотемпературных применений, в частности в полупроводниковой промышленности. В первую очередь иридий применяется в процессе Чохральского, где он используется в качестве сверхчистого материала для получения высококачественных монокристаллов, таких как сапфир или YAG. Эти кристаллы имеют различные применения, включая подложки для светоизлучающих диодов, оптические окна или лазерные компоненты. Способность иридия выдерживать температуры свыше 2 000°C без загрязнения очень важна для получения сверхчистых материалов.

3. Тонкая пленка для электроники

Тонкие пленки иридия находят различные применения в сегменте электроники, в частности, в устройствах магниторезистивной памяти с произвольным доступом (MRAM) и спин-орбитального крутящего момента (SOT). Свойства спин-орбитальной связи иридия используются в новых устройствах спинтроники, которым необходимы высокая электропроводность и магнитные свойства. Иридий находит применение в подготовке энергонезависимой памяти, решая проблему нестабильности и высокого энергопотребления в цифровых запоминающих устройствах.

Примерами иридиевых продуктов являются иридиево-марганцевые тонкие пленки, которые используются для изготовления MRAM, требующих магнитной привязки. Другим примером продукции, изготовленной из иридия и попадающей в эту категорию, являются мишени для напыления, которые используются для изготовления тонких пленок или пленок оксида иридия.

4. Специализированные датчики и детекторы

Применяется в производстве датчиков и детекторов, используемых в высокоэнергетических областях, таких как радиационные и тепловые детекторы. Высокая плотность и инертность позволяют использовать его для производства радиоизотопных термоэлектрических генераторов, которые питают спутники для выработки электроэнергии. Он применяется в высокотемпературных термопарах из сплава иридия и родия (Ir/Rh40), способных измерять высокие температуры до 2 000 °C. Они применяются в аэрокосмической промышленности для измерения высоких температур.

Иридиевые термопары применяются в этой области благодаря своим возможностям измерения высоких температур. Иридиевые датчики также используются для обнаружения радиации, поскольку они позволяют отслеживать излучение частиц.

5. OLED и нишевые приложения

Помимо обычных применений иридия, этот элемент также используется в развивающихся технологиях. Среди них - использование иридия в производстве органических светоизлучающих диодов. В производстве OLED соединения иридия(III), например, Ir(ppy)₃, выступают в качестве фосфоресцирующего эмиссионного слоя. Соединения, используемые в производстве OLED, позволяют создавать дисплеи с внутренней квантовой эффективностью почти 100%.

Кроме того, новые области применения иридия включают его использование для создания устройств на основе полевой эмиссии с целью демонстрации передовых технологий дисплеев и вакуумной микроэлектроники. Благодаря низкой рабочей функции иридий рассматривается как потенциальный материал для холодных катодов.

Проблемы и соображения

Несмотря на значимость элемента в области электроники, использование иридия сопряжено с рядом проблем. Например, редкость элемента в значительной степени способствует возникновению проблем. Кроме того, стоимость элемента очень высока, поскольку в настоящее время его производство составляет 7-10 тонн в год. Стоимость этого элемента колеблется в пределах 4000-6000 долларов за тройскую унцию.

Кроме того, хрупкость иридия при обычных температурах делает изготовление элемента довольно сложным. В-третьих, иридий доступен в нескольких регионах, в основном в Южной Африке, где иридий обычно является побочным продуктом добычи платины. Таким образом, элемент не является свободно доступным, поскольку его поставки зависят в основном от мест добычи.

Сводная таблица: Применение иридия в электронике

В заключение следует отметить, что иридий остается незаменимым материалом в современной электронике и электрохимических приложениях. Хотя его редкость и стоимость создают проблемы, эксплуатационные характеристики металла делают его незаменимым материалом в самых разных областях - от производства экологически чистого водорода до высокоэффективного освещения. По мере развития технологий иридий будет оставаться важнейшим фактором, способствующим инновациям в электронной промышленности.