إنديوم

يتم إنشاء الإنديوم من خلال عملية إس (التقاط النيوترونات البطيء) طويلة الأمد (تصل إلى آلاف السنين) في النجوم ذات الكتلة المنخفضة إلى المتوسطة (نطاق الكتلة بين 0.6 و10 كتل شمسية). عندما يلتقط ذرة الفضة 109 نيوترونا، تتحول إلى فضة 110، والتي تخضع بعد ذلك لتحلل بيتا لتصبح كادميوم 110. من خلال التقاط نيوترونات إضافية، تتحول إلى كادميوم 115، والذي يتحلل إلى إنديوم 115 بواسطة تحلل بيتا آخر. هذا يفسر لماذا النظير المشع أكثر وفرة من النظير المستقر. النظير المستقر للإنديوم، إنديوم 113، هو واحد من نوى البي، والتي لا يزال أصلها غير مفهوم بالكامل؛ على الرغم من أن إنديوم 113 معروف بأنه يُصنع مباشرة في عمليتي الإس والآر (التقاط النيوترونات السريع)، وأيضًا كابنة للكادميوم ذو العمر الطويل جداً 113، الذي يبلغ نصف عمره حوالي ثمانية كوادريليون سنة، فإن هذا لا يفسر كل إنديوم 113. يعد الإنديوم العنصر الثامن والستين من حيث الوفرة في قشرة الأرض، بحوالي 50 جزء في البليون. هذا يشبه وفرة الفضة، والبزموت، والزئبق في القشرة. نادرًا ما يشكل الإنديوم معادنه الخاصة، أو يحدث في شكله العنصري. أقل من 10 معادن الإنديوم مثل الروكويزيت (CuInS2) معروفة، ولا يحدث أي منها بتركيزات كافية لاستخراجها اقتصاديًا. بدلاً من ذلك، يوجد الإنديوم عادة كعنصر أثري في المعادن الخام الأكثر شيوعًا، مثل السفاليريت والكلالكوبيريت. يمكن استخلاصه من هذه المعادن كمنتج ثانوي خلال عملية الصهر. بينما يكون تركيز الإنديوم في هذه الرواسب مرتفعًا نسبيًا مقارنة بوفرة قشرة الأرض، إلا أنه غير كافٍ، بالأسعار الحالية، لدعم استخراج الإنديوم كمنتج رئيسي. تتواجد تقديرات مختلفة لكميات الإنديوم الموجودة داخل خامات المعادن الأخرى. ومع ذلك، لا يمكن استخراج هذه الكميات بدون تعدين المواد الحاملة لها (راجع الإنتاج والتوافر). وبالتالي، تحدد توافرية الإنديوم بشكل أساسي بمعدل استخراج هذه الخامات، وليس بكميتها المطلقة. هذا جانب غالبًا ما يُنسى في النقاش الحالي، مثلما تفعل مجموعة جرادل في جامعة ييل في تقييماتهم الحاسمة، مما يفسر الأوقات المنخفضة المتناقضة للنضوب التي تذكرها بعض الدراسات.

في عام 1924، تم العثور على خاصية قيمة للإنديوم وهي تثبيت المعادن غير الحديدية، وأصبحت هذه أول استخدام كبير للعنصر. كان أول تطبيق على نطاق واسع للإنديوم هو طلاء المحامل في محركات الطائرات عالية الأداء خلال الحرب العالمية الثانية، لحمايتها من التلف والتآكل؛ لم يعد هذا استخدامًا رئيسيًا للعنصر. تم اكتشاف استخدامات جديدة في السبائك القابلة للانصهار واللحام والإلكترونيات. في الخمسينيات، استخدمت خرزات صغيرة من الإنديوم في باعثات وجامعات الترانزستورات ذات الوصلات السبائكية من نوع PNP. في منتصف وثمانينيات القرن الماضي، أثار تطوير أشباه موصلات الفوسفيد الإنديوم وأغشية أكسيد الإنديوم والقصدير الرقيقة لشاشات الكريستال السائل (LCD) الكثير من الاهتمام. بحلول عام 1992، أصبح تطبيق الأغشية الرقيقة أكبر استخدام نهائي. يستخدم أكسيد الإنديوم الثلاثي وأكسيد الإنديوم والقصدير (ITO) كطلاء موصل شفاف على ركائز زجاجية في اللوحات الإلكتروضيئية. يستخدم أكسيد الإنديوم والقصدير كمرشح ضوئي في مصابيح بخار الصوديوم ذات الضغط المنخفض. يتم ارتداد الأشعة تحت الحمراء إلى داخل المصباح، مما يزيد من درجة الحرارة داخل الأنبوب ويحسن أداء المصباح. للإنديوم العديد من التطبيقات المتعلقة بأشباه الموصلات. بعض مركبات الإنديوم، مثل الإنديوم الانتيمونيد والفوسفيد الإنديوم، هي أشباه موصلات ذات خصائص مفيدة: أحد المركبات الأولية هو ثلاثي ميثيل الإنديوم (TMI)، الذي يستخدم أيضًا كمنشط لأشباه الموصلات في أشباه الموصلات المركبة II–VI. يستخدم InAs وInSb في الترانزستورات ذات درجات الحرارة المنخفضة وInP في الترانزستورات ذات درجات الحرارة العالية. تستخدم أشباه الموصلات المركبة InGaN وInGaP في الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs) والثنائيات الليزرية. يستخدم الإنديوم في الخلايا الضوئية كأشباه الموصلات من نوع سيلينيد النحاس الإنديوم الجاليوم (CIGS)، المعروف أيضًا بالخلايا الشمسية CIGS، وهو نوع من الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة من الجيل الثاني. يستخدم الإنديوم في الترانزستورات ذات الوصلات الثنائية PNP مع الجرمانيوم: عند اللحام في درجة حرارة منخفضة، لا يجهد الإنديوم الجرمانيوم. يستخدم سلك الإنديوم كختم فراغي وموصل حراري في تطبيقات التبريد وتطبيقات الفراغ الفائق الارتفاع، وفي مثل تطبيقات التصنيع كالحشوات التي تتشوه لملء الفراغات. الإنديوم هو مكون في سبيكة الجاليوم والإنديوم والقصدير (galinstan)، وهي سائلة في درجة حرارة الغرفة وتستبدل الزئبق في بعض مقاييس الحرارة. سبائك أخرى من الإنديوم مع البزموت، الكادميوم، الرصاص، والقصدير، التي لها نقاط انصهار أعلى ولكن لا تزال منخفضة (بين 50 و100 درجة مئوية)، تستخدم في أنظمة رشاشات الحريق ومنظمات الحرارة. الإنديوم هو أحد البدائل للزئبق في البطاريات القلوية لمنع تآكل الزنك وإطلاق غاز الهيدروجين. يضاف الإنديوم إلى بعض سبائك حشو الأسنان لتقليل التوتر السطحي للزئبق والسماح باستخدام كمية أقل وأسهل من الزئبق. التقاط النيوترونات الحرارية العالية للإنديوم يجعلها مناسبة للاستخدام في قضبان التحكم للمفاعلات النووية، عادة في سبيكة تحتوي على 80% فضة، 15% إنديوم، و5% كادميوم. في الهندسة النووية، تستخدم تفاعلات In وIn () لتحديد حجم تدفقات النيوترونات. في عام 2009، اكتشف البروفيسور ماس سوبيرامانيان وزملاؤه في جامعة ولاية أوريجون أن الإنديوم يمكن أن يتحد مع الإيتريوم والمنغنيز لتشكيل صبغة زرقاء شديدة، غير سامة، خاملة، ومقاومة للتلاشي، YInMn blue، وهي أول صبغة زرقاء جديدة تم اكتشافها في 200 عام.