薄膜太阳能电池板，手中的手机和照亮家庭的LED灯泡都是使用地球上最稀有，最昂贵的元素制成的 。包括密歇根大学研究人员在内的一个国际团队已经设计出一种方法，可以用更便宜，更丰富的元素制造这些光电子材料 。这些化合物也可以“调整”以有效地从太阳光谱中的不同波长的光中收集电能，并产生我们喜欢在照明中使用的颜色范围 。
只有特定种类的化合物 - 两种或多种元素的组合 - 可用于制造有效发光或聚电的电子器件 。如果你回忆起小学的化学课程，周期表上的每一栏都被认为是一组要素 。
例如，第III组包括诸如铟和镓之类的元素 - 这两种相对稀缺的元素目前仍然是光和电结合的应用的基础 。问题是，这些化合物通常涉及仅在世界上几个地方发现的元素 。
“事实上，我们面临着一些元素耗尽的危险，因为它们不易回收，而且供应有限，”领导UM工作的物理学家Roy Clarke说 。“技术依赖于可能在10到20年内耗尽的东西是不可行的 。”
研究小组找到了一种方法，将两个共同元素从第三组包围组合成一个由II，IV和V族元素组成的新化合物 。这种II-IV-V化合物可用于代替通常发现的稀有元素在具有类似特性的III-V光电材料中 - 除了更丰富和更便宜之外 。
锌，锡和氮的新化合物可以收获太阳能和光能，因此它可用于薄膜太阳能电池板以及LED灯泡，手机屏幕和电视显示器 。
使用镁代替锌进一步将材料的范围扩展到蓝色和紫外光 。这两种化合物也是“可调的” - 也就是说，当研究人员生长任何一种化合物的晶体时，这些元素的排序方式应使材料对特定波长的光敏感 。
这种可调性是理想的，因为它允许研究人员调整材料以响应最广泛的光波长范围 。这对于发光二极管尤为重要，因此设备设计人员可以选择所产生的光的颜色 。
“当你照亮家庭或办公室时，你希望能够调节光线的温暖，通常模仿自然阳光，”克拉克说 。“这些新的II-IV-V化合物将使我们能够做到这一点 。”
研究生Robert Makin，Krystal York和James Mathis在西密歇根大学电子和计算机工程教授Steve Durbin的实验室里制作了薄膜 。
马金刚刚获得博士学位 。来自WMU并且是该研究的主要作者，使用一种称为分子束外延(MBE)的技术在正确的条件下生产所需的化合物，以制造具有精确控制的原子有序度的薄膜 。
MBE以系统的方式排列化合物的每个原子层，因此研究人员可以在生长它时研究薄层或薄膜结构 。下一阶段的研究，导致各种设备设计的构建，需要详细研究这个材料系列的电子响应和各种纳米级架构的测试，利用它们的多功能性 。
【多么共同的元素可以使未来更加节能】
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