Die "Seltenerdelemente" befinden sich an mehreren Stellen in der gemeinsamen Elektronik.

Starke Magnete verwenden üblicherweise Seltenerdelemente.

Keramikkondensatoren verwenden auch Seltenerdelemente. Nahezu jedes moderne elektronische Gerät enthält Keramikkondensatoren.

Halbleiter (Transistoren, Dioden und die daraus aufgebauten integrierten Schaltkreise) verwenden alle unterschiedliche Mengen an Seltenerdelementen.Reines Silizium ist ein Halbleiter für sich, aber es ist nicht sehr interessant.Es muss bestimmte Mengen an "Verunreinigungen" (eigentlich Dotierstoffe genannt) enthalten, damit es die coolen Dinge tut, die es tut.Diese Dotierstoffe werden absichtlich (und sorgfältig) in bestimmten Mengen an bestimmten Stellen eingeführt, damit Siliziumhalbleiterbauelemente funktionieren.

Die in einem Datenblatt aufgeführten Seltenerdelemente werden selten (wenn überhaupt) angezeigt.In den Datenblättern erfahren Sie, wie ein Teil funktioniert und wie es verwendet wird und nicht, woraus es besteht.

Einige Beispiele dafür, wo einige weniger verbreitete (nicht unbedingt echte Seltenerdmetalle) in der Elektronikfertigung verwendet werden: Für ICs:

Arsen, Bor, Antimon und Phosphor werden als Dotierstoffe in Prozessen auf Siliziumbasis verwendet. Platin und Wolfram wurden für Kontakte verwendet, Tantal in Barriereschichten. Normalerweise werden High-k-Dielektrika für Gate-Dielektrika verwendet, häufig unter Verwendung von Hafnium oder Zirkonium

Viele Telefone verwenden HF-Verstärker und LNAs, die auf exotischeren III-V-Technologien wie GaAs (Galliumarsenid), InP (Indiumphosphid) usw. basieren, die ebenfalls einige weniger verbreitete Elemente verwenden.

Auf PCB-Ebene haben Sie Komponenten wie Tantalkondensatoren, die (Sie haben es erraten) Tantal enthalten. Keramikkondensatoren könnten Dinge wie Barium, Magnesium und Paladium verwenden. Lanthan wird hier manchmal in Barriereschichten verwendet. Ich erinnere mich auch daran, dass hier irgendwo Strontium verwendet wird, aber ich erinnere mich nicht genau, wo.

PCBs selbst verwenden in einigen Anwendungen möglicherweise Paladium als Barriereschicht für die Vergoldung.

Ein Chemikerfreund hat mir einmal erzählt, dass keine andere Branche so viele (gefährliche) chemische Elemente und Verbindungen verwendet wie die Halbleiterindustrie.

(Dies ist keine vollständige Liste, sondern genau das, woran ich mich auf Anhieb erinnern konnte)

Das Googeln von 'Seltenerdelementen in der Elektronik' gab mir zwei Artikel (siehe Referenzen), in denen die spezifische Verwendung dieser Elemente in verschiedenen Anwendungen aufgeführt ist:

• Cerium - das am häufigsten vorkommende Seltenerdelement, das in Magneten, Elektroden und Kohlenstoffbogenbeleuchtung als Katalysator in
  verwendet wird Katalysatoren und zum Präzisionsglaspolieren
• Neodymium - ein weiches silbernes Metall, mit dem starke Permanentmagnete für Computerdisketten, Mikrofone und Kopfhörer hergestellt werden und bei der Herstellung leistungsfähiger Infrarotlaser
• Dysprosium - eines der am stärksten magnetischen Elemente, die bei der Herstellung von Elektronik, Computerplatten, Lasern und kommerziellen Geräten verwendet werden Beleuchtung und energieeffiziente Fahrzeuge
• Terbium - ein weiches, silbernes Metall, das als Additiv in Seltenerdmagneten, in einigen elektronischen Geräten und in Sonarsystemen verwendet wird
• Holmium - ein weiteres Seltenerdelement mit starken magnetischen Eigenschaften, das in Mikrowellengeräten und nuklearen Steuerstäben verwendet wird
• Lanthanum - ein hochreaktives Seltenerdelement, das bei der Herstellung von Teleskoplinsen und absorbierendem Infrarotglas verwendet wird
• Scandium - wird zur Herstellung beliebter Konsumgüter wie Fernseher und Energiesparlampen verwendet
• Yttrium - ein silbernes Metall, das in Supraleitern, Lasern und chirurgischen Hilfsmitteln enthalten ist.

References

1. https://www.jjsmanufacturing.com/blog/rare-earth-elements-electronics-manufacturing
2. https://www.bbc.com/news/world-17357863
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Zusätzlich zu den in mehreren Antworten erwähnten Magneten weisen Seltene Erden bestimmte atomare Übergänge im nahen IR und im sichtbaren Licht auf, die sie für eine Vielzahl von Anwendungen sehr nützlich machen!

erbium dotierte Faserverstärker werden in langen Läufen der Singlemode-Glasfaserkommunikation verwendet. Die einfacheren passiven optischen Verstärker verstärken das Signal mehrmals, bis verschiedene Dispersionsmechanismen und Intermodulationsverzerrungen die Impulse so stark verschlechtern, dass sie von weniger häufig verteilten und komplexeren Vorrichtungen elektronisch regeneriert werden müssen.

Erbium wird um die häufigste Wellenlänge von 1,55 Mikron verwendet. Für andere Wellenlängen werden andere Seltenerdelemente verwendet, die eine Verstärkung liefern. Laut dem verlinkten Artikel

Thulium-dotierte Faserverstärker wurden im S-Band (1450–1490 nm) und Praseodym-dotierte Verstärker im 1300-nm-Bereich verwendet

Quelle

Die originalen grünen Laserpointer waren erstaunliche kleine optische Bänke! Es handelte sich um diodengepumpte Festkörperlaser mit einem AlGaAs-Diodenlaser um 800 nm, der einen mit Seltenen Erden (normalerweise Neodym) dotierten Kristalllaser bei 1064 nm pumpte, der dann durch einen nichtlinearen Kristall frequenzverdoppelt wurde sichtbares grünes Licht werden. Jetzt werden viele aus einfacheren III-V-Halbleiterlasern mit einer Bandlücke in grünem Licht hergestellt.

Die am häufigsten verwendete DPSSL ist der grüne Laserpointer mit einer Wellenlänge von 532 nm. Eine leistungsstarke (>200 mW) Infrarot-GaAlAs-Laserdiode mit einer Wellenlänge von 808 nm pumpt einen mit Neodym dotierten Yttriumaluminiumgranat (Nd: YAG) oder einen mit Neodym dotierten Yttriumorthovanadat (Nd: YVO4) -Kristall, der aus dem Hauptspektralübergang Licht mit einer Wellenlänge von 1064 nm erzeugt von Neodymion. Dieses Licht wird dann unter Verwendung eines nichtlinearen optischen Prozesses in einem KTP-Kristall frequenzverdoppelt, wodurch 532 nm Licht erzeugt wird. Grüne DPSSLs haben normalerweise einen Wirkungsgrad von etwa 20%, obwohl einige Laser einen Wirkungsgrad von bis zu 35% erreichen können. Mit anderen Worten, es wird erwartet, dass eine grüne DPSSL unter Verwendung einer 2,5-W-Pumpdiode etwa 500 bis 900 mW 532 nm Licht ausgibt

Seltene Erden sind auch in einigen Leuchtstoffen aufgrund ihrer sichtbaren Lichtübergänge zu finden, denken Sie an alte Fernseher oder Monitore oder Oszilloskope!

Leuchtstoffe sind häufig Übergangsmetallverbindungen oder Seltenerdverbindungen verschiedener Typen. In anorganischen Leuchtstoffen werden diese Inhomogenitäten in der Kristallstruktur normalerweise durch Zugabe einer Spurenmenge von Dotierstoffen, Verunreinigungen, die als Aktivatoren bezeichnet werden, erzeugt. (In seltenen Fällen können Versetzungen oder andere Kristalldefekte die Rolle der Verunreinigung spielen.) Die vom Emissionszentrum emittierte Wellenlänge hängt vom Atom selbst und von der umgebenden Kristallstruktur ab

Siehe:

• https://www.rp-photonics.com/rare_earth_doped_gain_media.html für eine Tabelle mit Seltenen Erden und einigen ihrer Wellenlängen
• Phosphor; Standard_phosphor_types für eine große Tabelle von Leuchtstoffen, deren Wellenlängen und chemischen Zusammensetzungen, von denen einige geringe Mengen an Seltenerd-Dotierstoffen (Aktivatoren) aufweisen, wie durch den Doppelpunkt angezeigt, z. Y3 (Al, Ga) 5O12: Ce, Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb, InBO3: Tb + InBO3: Eu, BaMg2Al16O27: Eu (II) usw.

Dies könnte daran liegen, dass Seltenerdelemente in der Elektronik nicht so häufig verwendet werden. Während sie als Dotierstoffe wichtig sein können, sind die benötigten Mengen eher gering.
(Übrigens sind Seltenerdelemente nicht selten. Sie sind "überall". Die Konzentrationen dieser Materialien sind jedoch in der Regel extrem gering, so dass sich die Extraktion selten lohnt.)

Seltenerdmetalle (insbesondere Neodym, Samarium, Praseodym, Dysprosium, Terbium, Gadolinium, Yttrium) sind wichtig, um leistungsstarke Elektromagnete für Maschinen mit begrenzter Masse zu bauen. Sie finden sie in den Generatoren von Windkraftanlagen, den Motoren von Elektroautos und vielen Lautsprechern.

Sie können auch die optischen Eigenschaften verändern und werden bei der Herstellung von Spezialgläsern, Flüssigkristallanzeigen und Lasern verwendet. Einige von ihnen werden für Radar verwendet.

Sie werden auch als Katalysatoren in Raffinerien, in Kontrastmitteln für MRT-Analysen, als Poliermaterial, in Legierungen für Flugzeugtriebwerke, in Batterien, ...

Wenn Sie Deutsch lesen können (möglicherweise mit DeepL oder GoogleTranslate): Seltenerdelemente (REE) - Vorkommen, Herstellung, Verwendung

Hauptmagnete: Magnete, Kondensatoren, Dinge, die weißes Licht ausspucken

Unter der Annahme von "Seltenen Erden" beziehen wir uns auf die Lanthanid -Elementreihe im Periodensystem (mit einer Anspielung auf Yttrium, wie es manchmal mit ihnen verwechselt wird), also tatsächlich auf den primären Ort Sie würden ihnen in einem elektronischen Gerät begegnen, das sich in einem starken Magneten befindet. Während dies für kleine Elektronikgeräte, die mit nur ein paar kleinen Permanentmagneten wie dem Vibrationsmotor und dem Lautsprecher / Wandler in einem Smartphone auskommen können, weniger problematisch ist, sind größere motorisierte Geräte wie Elektrofahrzeuge und Geräte mit Wechselrichter in Ordnung Antriebe können ziemlich große Seltenerdmagnete in Gleichstrommotoren oder Motoren mit Umrichtermotor verwenden.

Eine häufigere Anwendung, wenn auch in geringerer Menge, ist die Verwendung von Lanthanoid-Dotierstoffen in Keramikkondensatoren, wie hier dokumentiert. Dies scheint jedoch den Dielektrika der Klasse II (X5R / X7R) eigen zu sein.

Andere häufige Orte, an denen sie möglicherweise vorhanden sind, sind weiße LEDs, die für die Raumbeleuchtung und Hintergrundbeleuchtung verwendet werden, und ihre seltsam eng verwandten Verwandten von Leuchtstoffröhren, sowohl die für die Hintergrundbeleuchtung von LCDs verwendeten Kaltkathodenaromen als auch die für die direkte Beleuchtung verwendeten Heißkathodenversionen Beleuchtungsanwendungen. Ansonsten spielen sie in Halbleiterbauelementen jedoch keine Rolle.

Alt und ungerade: CRTs, Optik, einige Mikrowellenbits und gelegentlich Supraleiter

Andere Stellen, an denen Sie sie möglicherweise finden, sind in CRT-Leuchtstoffen in alten Geräten, in denen diese noch vorhanden sind, sowie in einer Vielzahl von optischen Anwendungen wie Lasern (Nd: YAG usw.) und nichtlinear Kristalle verschiedener Geschmacksrichtungen (denken Sie an optische Verstärker oder Frequenzverdoppler).

Mit einer Anspielung auf den gelegentlichen Yttrium-tragenden Supraleiter in einem MRT-Gerät gehen wir zu der endgültigen Anwendung über, von der die meisten Leute jemals hören werden, und das sind ältere Mikrowellengeräte, die YIG-Geräte (Yttrium-Eisen-Granat) verwendeten.Diese wurden für einige Mikrowellenfunktionen (wie Filter) verwendet, bevor kostengünstige Halbleiter- und Platinentechniken bei diesen Frequenzen verfügbar waren, aber bessere PCB-Substrate, PCB-basierte verteilte Elementtechniken und Halbleiterbauelemente haben sie weitgehend veraltet gemacht. P.>

Yttrium wird zur Herstellung des Supraleiters YBCO verwendet.Es wird nicht in der gängigen Elektronik verwendet, hat aber viele Verwendungsmöglichkeiten und ist wirklich cool.