5 Applications de l'iridium dans l'électronique

L'iridium est l'un des éléments les plus rares et les plus chers de la famille du platine. Il est connu pour son incroyable résistance à la corrosion, son point de fusion élevé et ses propriétés catalytiques. Ces propriétés sont à l'origine de l'utilisation importante de l'iridium dans diverses applications de haute technologie, notamment dans les secteurs de l'électronique et de l'électrochimie.

1. Électrodes et contacts électriques

L'iridium est largement utilisé comme matériau pour la production d'électrodes et de contacts électriques robustes et efficaces destinés aux semi-conducteurs et à l'électronique. Ceux-ci sont nécessaires à la construction de dispositifs exigeant des performances stables, comme les bougies d'allumage à haute performance pour l'industrie automobile, les relais aérospatiaux et les systèmes satellitaires. Son point de fusion élevé (~2 466 °C) en fait le matériau le plus approprié pour les appareils et les systèmes qui nécessitent des performances fiables et une longue durée de vie, ainsi que pour la production de bougies d'allumage pour l'industrie automobile et aéronautique.

Les produits à base d'iridium sur ce marché comprennent des bougies d'allumage à pointe d'iridium pour les automobiles et les petits moteurs, avec une durée de vie accrue et une meilleure capacité à obtenir un allumage efficace. Les solutions de contact électrique de haute fiabilité pour le marché de l'aérospatiale et des satellites utilisent l'iridium, garantissant des connexions électriques stables pendant une période prolongée malgré des conditions environnementales difficiles.

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2. Creusets pour la croissance des cristaux semi-conducteurs

La capacité de l'iridium à résister aux températures élevées et aux environnements corrosifs le rend très intéressant pour les applications à haute température, en particulier dans l'industrie des semi-conducteurs. La principale application de l'iridium est le procédé Czochralski, où il est utilisé comme matériau ultra-pur pour la préparation de monocristaux de haute qualité tels que le saphir ou le YAG. Ces cristaux ont diverses applications, notamment les substrats de diodes électroluminescentes, les fenêtres optiques ou les composants laser. La capacité de l'iridium à résister à des températures supérieures à 2 000 °C sans contamination est très importante pour la préparation de matériaux ultra-purs.

3. Film mince pour l'électronique

Les couches minces d'iridium ont diverses applications dans le secteur de l'électronique, en particulier dans les applications liées aux mémoires RAM magnétorésistives (MRAM) et aux dispositifs de couple spin-orbite (SOT). Les propriétés de couplage spin-orbite de l'iridium sont exploitées dans les futurs dispositifs spintroniques qui nécessitent une conductivité électrique et des propriétés magnétiques élevées. L'iridium trouve des applications dans la préparation de mémoires non volatiles, pour remédier à l'instabilité et à la forte consommation d'énergie dans les applications de mémoire numérique.

Parmi les produits à base d'iridium, on peut citer les films minces d'iridium et de manganèse utilisés pour fabriquer les mémoires MRAM, qui nécessitent une référence magnétique. Les cibles de pulvérisation utilisées pour fabriquer des couches minces ou des films d'oxyde d'iridium sont un autre exemple de produits à base d'iridium entrant dans cette catégorie.

4. Capteurs et détecteurs spécialisés

L'iridium est utilisé dans la fabrication de capteurs et de détecteurs employés dans des domaines à haute énergie, tels que les détecteurs de radiations et les détecteurs thermiques. Sa densité élevée et son inertie le rendent approprié pour la production de générateurs thermoélectriques à radio-isotopes qui alimentent les satellites pour produire de l'électricité. Il est utilisé dans les thermocouples haute température produits à partir d'un alliage d'iridium-rhodium (Ir/Rh40) qui peut mesurer des températures élevées allant jusqu'à 2 000°C. Ces thermocouples sont utilisés dans l'industrie aérospatiale pour mesurer les températures élevées.

Lesthermocouples en iridium sont utilisés dans ce domaine en raison de leurs applications dans la mesure des températures élevées. Les capteurs Iridium sont également utilisés dans la détection des rayonnements, car ils permettent de surveiller l'émission de particules.

5. OLED et applications de niche

Outre les applications courantes de l'iridium, cet élément est également utilisé dans les technologies en développement. L'iridium est notamment utilisé dans la production de diodes électroluminescentes organiques. Dans la production d'OLED, les composés d'iridium(III), par exemple Ir(ppy)₃, jouent le rôle de couche d'émission phosphorescente. Les composés utilisés dans la production d'OLED permettent un affichage avec une efficacité quantique interne de près de 100 %.

En outre, les nouvelles applications de l'iridium comprennent son utilisation dans la préparation de dispositifs basés sur l'émission de champ afin de démontrer une technologie avancée d'affichage et de microélectronique sous vide. En raison de sa faible fonction de travail, l'iridium est considéré comme un matériau potentiel pour les cathodes froides.

Défis et considérations

Malgré l'importance de l'élément dans le domaine de l'électronique, l'utilisation de l'iridium s'est heurtée à plusieurs difficultés. Par exemple, la rareté de l'élément contribue largement aux défis posés. En outre, la valeur de l'élément est extrêmement élevée car le niveau de production actuel de l'élément est de 7 à 10 tonnes par an. Le coût de cet élément varie entre 4 000 et 6 000 dollars par once troy.

De plus, la fragilité de l'iridium à des températures normales rend la fabrication de l'élément très difficile. Troisièmement, l'iridium n'est disponible que dans quelques régions, principalement en Afrique du Sud, où l'iridium est généralement un sous-produit de l'extraction du platine. L'iridium n'est donc pas disponible librement, car l'approvisionnement dépend principalement des lieux d'extraction de l'élément.

Tableau récapitulatif : Applications de l'iridium dans l'électronique

En conclusion, l'iridium reste un matériau indispensable dans les applications électroniques et électrochimiques modernes. Bien que sa rareté et son coût posent des problèmes, les caractéristiques de performance du métal en font un matériau irremplaçable dans des applications allant de la production d'hydrogène vert à l'éclairage à haute efficacité. Alors que la technologie continue d'évoluer, l'iridium restera un catalyseur essentiel de l'innovation dans l'industrie électronique.