Τι είναι ένα superlattice;

Ένα superlattice είναι μια δομή που αποτελείται από εναλλασσόμενα στρώματα διαφορετικών υλικών.Αυτά τα στρώματα συνήθως μετριούνται σε νανόμετρα και το τυπικό superlattice είναι εξαιρετικά μικρό.Αυτές οι δομές χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία νέων μορφών ημιαγωγών που παρουσιάζουν διαφορετικές ιδιότητες από τα ενσωματωμένα υλικά τους.Καθώς αυτή η τεχνολογία εισέρχεται στο mainstream, πιστεύεται ότι θα επιτρέψει στους επιστήμονες να δημιουργούν υλικά με πολύ διαφορετικές ιδιότητες χωρίς αλλαγές στην εμφάνισή της.

Η δομή γίνεται με στρώματα στοίβαξης διαφορετικών υλικών το ένα πάνω στο άλλο.Αυτά τα στρώματα είναι πολύ λεπτά, λεπτότερα ακόμη και από τα ανθρώπινα μαλλιά.Με τη στοίβαξη τέτοιων λεπτών υλικών μαζί, οι ιδιότητες των μεμονωμένων υλικών συνδυάζονται μαζί με απροσδόκητους τρόπους.Αυτός ο συνδυασμός ιδιοτήτων επιτρέπει στους επιστήμονες να δημιουργούν ουσίες που έχουν ιδιότητες που είναι σπάνιες ή άγνωστες μεταξύ των φυσικών υλικών.

Υπάρχουν δύο συνηθισμένοι λόγοι για την κατασκευή μιας δομής superlattice.Το πρώτο είναι να αυξηθεί η αντίσταση των υλικών σε αποτελέσματα διάτμησης.Η διαδικασία κατασκευής ενός superlattice αυξάνει την αντίσταση στην διάτμηση πολύ πέρα από την αντίσταση που κατέχει οποιοδήποτε από τα συστατικά υλικά.Αυτή η αντίσταση επιτρέπει στο υλικό να διατηρήσει τη δομή του κάτω από υψηλότερες τάσεις από τα παραδοσιακά υλικά.

Ο άλλος κοινός λόγος για την κατασκευή ενός superlattice είναι η παραγωγή νέων ποικιλιών ημιαγωγών.Αυτά τα υλικά μεταδίδουν ηλεκτρική ενέργεια καλύτερα από έναν μονωτή, αλλά όχι τόσο καλά όσο ένας αγωγός.Χρησιμοποιούνται σχεδόν σε κάθε μορφή σύγχρονης ηλεκτρονικής, συχνά με τη μορφή ολοκληρωμένου κυκλώματος ή μικροτσίπ.Οι σημερινοί ημιαγωγοί είναι συνήθως κατασκευασμένοι από πυρίτιο, αλλά οι ημιαγωγοί υπερπαχυσιών μπορούν να γίνουν από πολλά διαφορετικά πράγματα. Οι ημιαγώγιμες υπεραγωγικές υπερηχές έχουν μια χούφτα πλεονεκτήματα έναντι των τυπικών ημιαγωγών.Αυτά τα κατασκευασμένα υλικά μπορούν να διεξάγουν ηλεκτρικό ρεύμα ταχύτερα ή πιο αργά από ένα τυπικό ημιαγωγό πυριτίου, απλώς μεταβάλλοντας τις ποσότητες ουσιών στο πλέγμα.Αυτό θα επιτρέψει την προσαρμοσμένη κατασκευή ενός ημιαγωγού με πολύ συγκεκριμένες ανοχές.

Ένα άλλο πλεονέκτημα συνεπάγεται τη διατήρηση ορισμένων ιδιοτήτων των πλεγμένων υλικών ξεχωριστά.Με τη δημιουργία ενός στρώματος αγωγού, είναι δυνατόν να στέλνετε ρεύματα διαφορετικής ισχύος σε όλο τον ημιαγωγό.Στην πραγματικότητα, κάθε στρώμα μεταδίδει την ισχύ με τη φυσική του ταχύτητα.Αυτό θα επιτρέψει σε ένα μόνο υλικό να λειτουργεί σε δύο διαφορετικές συχνότητες ταυτόχρονα, βελτιώνοντας το χρόνο απόκρισης υλικού.

Λίγα κατασκευασμένα προϊόντα χρησιμοποιούν superlattices.Ορισμένες εταιρείες πειραματίζονται με μπαταρίες και λαμπτήρες που χρησιμοποιούν καθόδους με βάση το superlattice, αλλά είναι πολύ σπάνιοι.Η έρευνα που βρίσκεται σε εξέλιξη στον τομέα πιθανότατα θα αλλάξει αυτό.Οι δομές superlattice έχουν πολλές ιδιότητες που, όταν προστίθενται σε κοινά καταναλωτικά αγαθά, θα αυξήσουν τη διάρκεια ζωής τους και θα μειώσουν την κατανάλωση ενέργειας.