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封面故事
COVER STORY 稀有气体

稀有气体在电子行业的应用

—— 气体世界中的贵族

稀 有 / 软黄金气体含量不到地球 气和氙气直接翻译过来，意思就是太 得了好几项诺贝尔奖。此外，他们的
阳神，新的，懒惰的，隐藏的，陌生的，
发现对于 Dimitri Mendeleev 制定元素
大气总量的百分之一，在电子
制造领域发挥着至关重要的作 这表明出这些元素自被发现起就是难 周期表以及建立现代原子理论也至关
用。这些化学元素在元素周期表的第 以捉摸的。由于它们具备难以被发现 重要。
十八列，其中包括氦气（He），氖气 的特质（ 惰性的，无形的，气态的，
（Ne），氩气 (Ar)，氪气（Kr），氙气（Xe） 稀有的 ）稀有气体在 18 世纪和 19 世 属性和应用
和氡气（Rn）。“稀有”代表有别于氧 纪的化学启蒙阶段很长一段时间未被 属性。稀有气体完整的外层电子
气，而“气体中的软黄金”类似于金 发现。事实上，直到 1868 年从氦气 层不仅是周期表的组织命名，而且也
属中的贵金属，如金和铂。 在阳光下光谱放电中才第一次识别到 是与这些分子相关的关键性质的物理
稀有气体位于元素周期表的最右 稀有气体。 来源的基础。基本上与电子类似，稀
一列，因为它们的外层完全充满电子。 然而，技术迅速推动了人们的理 有气体通过它们的质量的不同而将它
这使得它们几乎不具备反应性，意味 解过程（图 1）。在早期制冷的研发 们自己与彼此区分开。在这里，我们
着它们在环境条件下是作为气体存 和商业成功的基础上，Carl von Linde 要描述支持电子制造的四个重要性质。
在，稀有气体的独特属性，这使得它 开发了第一台液化空气装置，并在 • 惰性 ： 在稀有气体的性质中最重要
们在电子制造工艺中不可或缺。在本 1895 年获得了专利。在保持商业利益 的是它们对化学反应的惰性。这就
文中我们将揭示它们的历史，属性和 的同时，Linde 也意识到了这项技术 是为什么早期的研究人员发现它们
应用，生产和供应链，以及市场。 的科学影响，他将早期的技术原型给 类似贵金属是因为它们在极端条件
予到欧洲的几个主要学术中心。在技 下极少氧化。 完整的电子壳意味
历史 术突破的 10 年内，五种稀有气体都 着这些分子已经处于最低的化学能
在把希腊语中的氦气，氖气，氪 被分离并识别出，最终在 1904 年获 势，且不会与其他原子发生反应，
林德技术发现
林德技术发现
1895 -1898
1784 1868 1904 2016

Henry Cavendish Pierre Janssen & Carl von Linde Lord Rayleigh & Friedrich Ernst Dorn Dimitri Mendeleev Element 118
发现了空气中氮气以外 Joseph Norman 1895年林德创始人获 Sir William Ramsay 分离并发现了镭发射出 氦，氖，氩，氪，氙和 recognized
的惰性成分 Lockyer 得了第一个液化空气 连续蒸馏空气组分，分 的氡（1898年） 氡组成了新的元素周期 劳伦斯利弗莫尔实验
发现了太阳光谱中的 专利 离并发现氩气，氖气， 表 室在2006年的工作成

氦气 氪气和氙气。同时还在 果
Nobel prizes
矿物质中分离出氦气
Rayleigh被授予诺贝尔
（1895 – 1898年）
物理学奖；Ramsay被
授予诺贝尔化学奖
图1. 卡尔•冯•林德（Carl von Linde）的空气液化技术的发展促进了稀有气体的发现，最终组成了门德列夫的周期表，并被授予了两项诺贝尔奖。
作者：Sahir Khan, 林德电子全球产品经理；Paul Stockman, 林德电子市场开发总监

28 2018年 2/3月 半 导体 芯 科 技 www.cazkreatif.com