由金属离子和电子组成的热气体称为等离子体，广泛用于许多制作工艺、化学合成以及从矿石中提取金属和焊接。来自东北大学和丰桥工业大学的协作研讨小组发明晰一种新式有用的办法，在微波谐振器中的强磁场下从固体金属直接制作金属等离子体。他们在AIP Advances杂志上报告了他们的立异。
在制作等离子体的最传统办法中，对气体或液体施加强电场。这或许需求很多的能量。最近，微波辐射也被使用来发生等离子体，由于它将原子转化为能够更有用地驱动所需化学进程的方式，以及其他长处。微波发生的等离子体现在被用于商业进程，包含半导体制作、钻石堆积和从矿石中开释金属。
但是，到目前为止，这触及多模微波发生器，其发生微波的紊乱散布。该团队获得的一项要害发展是运用单模微波发生器来出产他们的金属等离子体。这发明了更多受控和高度聚集的微波。
“咱们期望咱们的工艺能够明显进步等离子体技能在许多运用中的功率，并进步商业范畴的盈余才能，”化学家Jun Fukushima说，他与电子工程师Satoshi Fujii一起开发了该技能。
研讨人员遇到的一个严重应战是，他们的初始等离子体不能安稳超越十分钟。因而，他们从头规划了设备，终究完成了更长的安稳性。终究也是更具立异性的体系包含一个双石英管，将转化为等离子体的固体资料坐落内管内。
研讨人员估计，他们的技能关于从矿石中提取纯稀土金属特别有用。这些金属，如铈、镧和钕，正被广泛用于大规模运用，包含制作电动汽车的可充电电池。东北大学和丰桥工业大学团队现已演示了运用钙和镁等离子体从氧化物矿石中开释钪和钒原子。
“这是一种使用等离子体的新式非常规办法，咱们以为这关于下降未来资料科学运用的能源需求至关重要，”福岛说。
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