在現代高科技產業中，許多關鍵元件的製造仰賴稀有金屬，而銦（Indium, In）便是其中不可或缺的一員。銦是一種柔軟、銀白色、極具延展性的金屬，以其優異的導電性、光學特性與化學穩定性，被廣泛應用於半導體、太陽能電池、顯示器與航太領域。本文將從歷史來源、基本介紹、物理與化學性質、純度規格到應用範疇，全面解析這種被譽為「電子產業黃金配角」的稀有金屬。
目錄
歷史來源
銦於 1863 年由德國化學家 斐迪南·賴希（Ferdinand Reich） 與 希羅尼穆斯·里赫特（Hieronymus Richter） 在薩克森邦弗賴貝格的礦石實驗中發現。當時，他們正研究含有鉈元素的礦石，卻在光譜中意外觀測到一條明亮的靛藍色譜線，這條特殊的光譜信號證明了新元素的存在。由於這種藍色光譜特徵，科學家將其命名為「銦」（Indium），字源來自拉丁文 indicum，意為「靛藍色」。
在 1864 年，里赫特成功分離出金屬銦，並於 1867 年巴黎世界博覽會展出了第一塊重達 0.5 公斤的銦錠，這標誌著銦的誕生與工業應用的開端。
銦的基本介紹
- 化學符號：In
- 原子序數：49
- 原子量：114.818
- 元素分類：後過渡金屬，屬於硼族元素
- 地殼含量：僅約 0.21 ppm，屬於稀有元素
- 外觀：銀白色、柔軟且具金屬光澤，與錫相似
銦主要存在於 閃鋅礦（sphalerite） 中，通常作為鋅精煉的副產物提取。由於自然界含量極低，其供應高度依賴於鋅礦產業。
物理與化學性質
物理性質
- 原子量：114.818
- 密度：7.30 g/cm³
- 熔點：156.61 °C
- 沸點：2060 °C
- 硬度：莫氏硬度 1.2，極為柔軟，可用刀劃傷並在紙上留下痕跡
- 結構：體心四方晶系
- 特殊性質：
- 在低於 3.41 K 時會成為超導體
- 具有良好的延展性與黏附性
- 彎曲時會發出類似「鳴聲」的高頻聲響
化學性質
銦的化學性質介於鎵（Ga）與鉈（Tl）之間，能與玻璃、石英和雲母等材料緊密結合。它能形成多種化合物，如 氧化銦（In₂O₃）、氯化銦（InCl₃）、硫化銦（In₂S₃），廣泛應用於電子、光電與光學領域。
銦的純度與規格
銦的應用對純度要求極高，常見規格如下：
| 規格 | 純度 | 檢測雜質 | 雜質總含量 | |
| ⾼纯銦(5N) | 99.999% | Ag、Al、Cd、S、Si、As、Cu、Fe、Mg、Ni、Pb、Tl、Sn、Zn | <10ppm | |
| 超純銦(6N) | 99.9999% | Cd、S、Si、Cu、Fe、Mg、Pb、Sn | <1ppm | |
| 超⾼純銦(7N) | 99.99999% | Ag、Cd、Cu、Fe、Mg、Pb、Ni、Zn | <0.1ppm |
物理型態包括 粉狀、丸狀、錠狀、棒狀、絲狀 等，以滿足不同產業製程需求。
應用範圍
銦以其低熔點、優異的導電性與良好的黏附特性，在各項高科技產業中扮演關鍵角色。
在半導體與電子領域中，銦是製備Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體，如InP、InAs、InSb的重要材料，這些化合物被廣泛應用於高速電子元件與光電元件中。同時，銦也可作為摻雜劑，應用於鍺電晶體與光電二極體的製造。此外，銦具有優良的電接觸特性，常被用於高可靠性積體電路的電極與焊料，提升電子產品的穩定性與壽命。
在顯示與光電產業方面，氧化銦錫（ITO）是液晶顯示器（LCD）、觸控面板及太陽能電池透明導電膜的核心材料。全球超過七成的銦消費量來自ITO製造，可見其在顯示技術中的重要性。除此之外，銦也應用於發光二極體（LED）與光學玻璃製作，促進光學元件的透明度與效率。
在能源產業中，銦是CIGS（銅銦鎵硒）薄膜太陽能電池的關鍵成分。此類電池兼具高光電轉換效率與低成本，代表新世代可再生能源技術的重要方向。同時，銦亦用於核能產業中，特別是中子檢測器與反應爐控制棒，確保核能運作的精準與安全。
在航太與特殊材料領域，銦因具黏附力強與低蒸氣壓的特性，常被用於高真空密封墊，適合太空設備及高空儀器使用。其抗腐蝕與反光性能也使其成為船舶反光鏡、裝飾工藝及耐鹼性防護塗層的重要材料。
此外，在其他應用方面，銦可製作熔點可調的易熔合金，用於保險絲與溫控器等裝置。其焊接材料亦能有效結合壓電材料與多層積體電路，確保組件間的穩定黏合。銦化合物則常被添加於光學玻璃、螢光粉及燈具中，以改善光學性能與發光品質。
結論
雖然銦在地殼中的含量稀少，但其在現代高科技產業中的地位舉足輕重。從半導體到太陽能電池，從液晶顯示器到航太應用，銦憑藉其獨特的物理與化學性質，已成為推動科技進步的關鍵原料。隨著新興應用持續擴展，銦的需求將以每年 10%–20% 的速度增長，也讓這種金屬在未來的材料科學與能源產業中扮演更加關鍵的角色。
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