Les "éléments de terres rares" se trouvent à plusieurs endroits dans l'électronique courante.

Les aimants puissants utilisent couramment des éléments de terres rares.

Les condensateurs céramiques utilisent également des terres rares. Presque tous les équipements électroniques modernes contiendront des condensateurs céramiques.

Les semi-conducteurs (transistors, diodes et circuits intégrés construits à partir de ceux-ci) utilisent tous différentes quantités d'éléments de terres rares.Le silicium pur est un semi-conducteur en soi, mais il ne présente pas beaucoup d'intérêt.Il doit avoir des quantités spécifiques d '"impuretés" (correctement appelées dopants) pour lui permettre de faire les choses cool qu'il fait.Ces dopants sont délibérément (et soigneusement) introduits en quantités spécifiques dans des endroits spécifiques pour faire fonctionner les dispositifs à semi-conducteurs en silicium.

Vous verrez rarement (voire pas du tout) les éléments de terres rares répertoriés dans une fiche technique.Les fiches techniques vous expliquent comment une pièce fonctionne et comment l'utiliser, pas de quoi elle est faite.

Quelques exemples d'utilisation de certains métaux moins courants (pas nécessairement de véritables terres rares) dans la fabrication électronique: Pour les CI:

L'arsenic, le bore, l'antimoine et le phosphore sont utilisés comme dopants dans les procédés à base de silicium. Le platine et le tungstène ont été utilisés pour les contacts, le tantale dans les couches barrières. Habituellement, les diélectriques à k élevé sont utilisés pour les diélectriques de grille, utilisant souvent quelque chose comme l'hafnium ou le zirconium.

De nombreux téléphones utiliseront des amplificateurs RF et des LNA basés sur des technologies III-V plus exotiques, telles que GaAs (arséniure de gallium), InP (phosphure d'indium), etc., qui utilisent également des éléments moins courants.

Au niveau des PCB, vous avez des composants tels que des condensateurs au tantale qui (vous l'avez deviné) contiennent du tantale. Les condensateurs en céramique peuvent utiliser des choses comme le baryum, le magnésium et le paladium. Le lanthane est parfois utilisé dans les couches barrières ici. Il me semble aussi que le strontium est utilisé quelque part ici, mais je ne me souviens pas où exactement.

Les PCB eux-mêmes peuvent utiliser le paladium comme couche barrière pour le placage à l'or dans certaines applications.

Un ami chimiste m'a dit une fois qu'aucune autre industrie n'utilise autant d'éléments et de composés chimiques (dangereux) que l'industrie des semi-conducteurs.

(ce n'est pas une liste exhaustive, mais juste ce dont je pouvais me souvenir du haut de ma tête)

La recherche sur Google «éléments de terres rares dans l'électronique» m'a donné deux articles (voir les références) qui répertorie l'utilisation spécifique de ces éléments dans diverses applications:

• Cerium - le plus abondant des éléments de terres rares, utilisé dans les aimants, les électrodes et l'éclairage à arc de carbone, comme catalyseur en
  pots catalytiques et pour le polissage de précision du verre
• Neodymium - un métal argenté doux utilisé pour créer des aimants permanents puissants pour les disques informatiques, les microphones et les écouteurs et dans la production de puissants lasers infrarouges
• Dysprosium - l'un des éléments les plus magnétiques utilisés dans la fabrication d'électronique, de disques informatiques, de lasers, éclairage et véhicules économes en énergie
• Terbium - un métal doux et argenté utilisé comme additif dans les aimants de terres rares, dans certains appareils électroniques et dans les systèmes sonar
• Holmium - un autre élément de terre rare aux propriétés magnétiques puissantes, utilisé dans les équipements à micro-ondes et les barres de contrôle nucléaire
• Lanthanum - un élément de terre rare hautement réactif utilisé dans la fabrication de lentilles de télescope et de verre absorbant infrarouge
• Scandium - utilisé dans la fabrication de produits de consommation courants tels que les téléviseurs et les lampes à économie d'énergie
• Yttrium - un métal argenté présent dans les supraconducteurs, les lasers et les fournitures chirurgicales.

Références

1. https://www.jjsmanufacturing.com/blog/rare-earth-elements-electronics-manufacturing
2. https://www.bbc.com/news/world-17357863

En plus des aimants mentionnés dans plusieurs réponses, les terres rares ont certaines transitions atomiques dans le proche IR et la lumière visible qui les rendent très utiles dans une variété d'applications!

amplificateurs à fibre dopée erbium sont utilisés dans de longues séries de communications par fibre optique monomode. Les amplificateurs optiques passifs les plus simples amplifient le signal plusieurs fois jusqu'à ce que divers mécanismes de dispersion et distorsions d'intermodulation dégradent tellement les impulsions qu'elles doivent être régénérées électroniquement par des dispositifs moins fréquemment distribués et plus complexes.

L'erbium est utilisé autour de la longueur d'onde la plus courante de 1,55 micron. Pour d'autres longueurs d'onde, d'autres éléments de terres rares sont utilisés qui fournissent un gain. Selon l'article lié

Des amplificateurs à fibre dopée au thulium ont été utilisés dans la bande S (1450–1490 nm) et des amplificateurs dopés au praséodyme dans la région de 1300 nm.

Source

Les pointeurs laser verts originaux étaient des petits bancs optiques incroyables! Il s'agissait de lasers à semi-conducteurs à pompage par diode ayant un laser à diode AlGaAs d'environ 800 nm pompant un cristal laser dopé aux terres rares (généralement au néodyme) à 1064 nm, qui a ensuite été doublé en fréquence par un cristal non linéaire. devenir une lumière verte visible. Maintenant, beaucoup sont fabriqués à partir de lasers à semi-conducteurs III-V plus simples avec une bande interdite à la lumière verte.

Le DPSSL le plus couramment utilisé est le pointeur laser vert de 532 nm de longueur d'onde. Une puissante diode laser infrarouge GaAlAs (>200 mW) de 808 nm de longueur d'onde pompe un grenat d'yttrium aluminium dopé au néodyme (Nd: YAG) ou un cristal d'orthovanadate d'yttrium dopé au néodyme (Nd: YVO4) qui produit une lumière de longueur d'onde de 1064 nm à partir de la transition spectrale principale d'ion néodyme. Cette lumière est ensuite doublée en fréquence en utilisant un processus optique non linéaire dans un cristal KTP, produisant une lumière de 532 nm. Les DPSSL verts ont généralement une efficacité d'environ 20%, bien que certains lasers puissent atteindre jusqu'à 35% d'efficacité. En d'autres termes, un DPSSL vert utilisant une diode de pompage de 2,5 W devrait produire environ 500 à 900 mW de lumière à 532 nm.

Des terres rares sont également présentes dans certains luminophores en raison de leurs transitions de lumière visible, pensez à de vieux téléviseurs ou moniteurs ou oscilloscopes!

Les phosphores sont souvent des composés de métaux de transition ou des composés de terres rares de différents types. Dans les luminophores inorganiques, ces inhomogénéités dans la structure cristalline sont généralement créées par l'ajout d'une trace de dopants, des impuretés appelées activateurs. (Dans de rares cas, des dislocations ou d'autres défauts cristallins peuvent jouer le rôle de l'impureté.) La longueur d'onde émise par le centre d'émission dépend de l'atome lui-même et de la structure cristalline environnante.

Voir:

• https://www.rp-photonics.com/rare_earth_doped_gain_media.html pour un tableau des terres rares et de certaines de leurs longueurs d'onde
• Phosphore; Standard_phosphor_types pour un grand tableau des luminophores, leurs longueurs d'onde et leurs compositions chimiques, dont certains contiennent de petites quantités de dopants de terres rares (activateurs) comme indiqué par le colon, par ex. Y3 (Al, Ga) 5O12: Ce, Y3 (Al, Ga) 5O12: Tb, InBO3: Tb + InBO3: Eu, BaMg2Al16O27: Eu (II) etc.

Cela peut être dû au fait que les éléments de terres rares ne sont pas beaucoup utilisés en électronique. Bien qu'ils puissent être importants en tant que dopants, les quantités nécessaires sont plutôt faibles.
(BTW, les éléments de terres rares ne sont pas rares. Ils sont "partout". Cependant, les concentrations de ces matériaux ont tendance à être extrêmement faibles, de sorte que l'extraction en vaut rarement la peine.)

Les métaux des terres rares (en particulier: néodyme, samarium, praséodyme, dysprosium, terbium, gadolinium, yttrium) sont importants pour fabriquer des aimants électriques puissants pour les machines de masse limitée. Vous les trouverez dans les générateurs d'éoliennes, les moteurs de voitures électriques et de nombreux haut-parleurs.

Ils peuvent également altérer les propriétés optiques et sont utilisés dans la fabrication de verres spéciaux, d'écrans à cristaux liquides et de lasers. Certains d'entre eux sont utilisés pour le radar.

Ils sont également utilisés comme catalyseurs dans les raffineries, en contraste pour les analyses MRT, comme matériau de polissage, dans les alliages pour moteurs d'avion, dans les batteries, ...

Si vous pouvez lire l'allemand (peut-être en utilisant DeepL ou GoogleTranslate): Rare Earth Elements (REE) - Vorkommen, Herstellung, Verwendung

Principaux: aimants, condensateurs, objets qui crachent de la lumière blanche

En supposant que les «terres rares», nous faisons référence à la série d'éléments lanthanide du tableau périodique (avec un clin d'œil à l'yttrium car il est parfois regroupé avec eux), alors en effet, le lieu principal vous les rencontriez dans un appareil électronique dans un aimant puissant. Bien que cela soit moins préoccupant pour les petits appareils électroniques qui peuvent se débrouiller avec seulement quelques petits aimants permanents, comme dans le moteur de vibration et le haut-parleur / transducteur d'un smartphone, les appareils motorisés plus gros tels que les véhicules électriques et les appareils utilisant un onduleur les variateurs peuvent utiliser des aimants aux terres rares assez gros dans les moteurs à courant continu ou à onduleur.

Une application plus courante, bien qu'en plus petite quantité, est l'utilisation de dopants lanthanides dans les condensateurs céramiques, comme documenté ici. Cela semble cependant être particulier aux diélectriques de classe II (X5R / X7R).

D'autres endroits communs qui pourraient en avoir sont les LED blanches, utilisées pour l'éclairage de l'espace et le rétroéclairage, et leurs cousins ​​à tube fluorescent étrangement étroitement liés, à la fois les saveurs à cathode froide utilisées pour le rétroéclairage des écrans LCD et les versions à cathode chaude utilisées pour purement et simplement applications d'éclairage. Sinon, ils ne jouent aucun rôle dans les dispositifs à semi-conducteurs.

Anciens et étranges: CRT, optiques, certains bits micro-ondes et parfois le supraconducteur

D'autres endroits où vous pourriez les trouver sont dans les phosphores CRT dans d'anciens appareils qui en ont encore, ainsi que dans une variété d'applications optiques telles que les lasers (Nd: YAG, etc.) et non linéaires cristaux de différentes saveurs (pensez aux amplificateurs optiques ou aux doubleurs de fréquence).

Avec un clin d'œil au supraconducteur à yttrium occasionnel dans un appareil IRM quelque part, nous passons à l'application finale dont la plupart des gens entendront jamais parler, et c'est un équipement à micro-ondes plus ancien qui utilisait des appareils YIG (yttrium-fer-grenat).Ceux-ci ont été utilisés pour certaines fonctions micro-ondes (telles que les filtres) avant que les semi-conducteurs et les techniques de carte rentables ne soient disponibles à ces fréquences, mais de meilleurs substrats de PCB, des techniques d'éléments distribués à base de PCB et des dispositifs à semi-conducteurs les ont rendus largement obsolètes.

L'yttrium est utilisé dans la fabrication du super conducteur YBCO.Il n'est pas utilisé dans l'électronique courante, mais il a de nombreuses utilisations et c'est vraiment cool.