Vad är en supergitter?

January 14

En supergitter är en struktur som består av alternerande skikt av olika material. Dessa skikt är vanligen mätt i nanometer, och den typiska superlatticen är extremt liten. Dessa strukturer används i skapandet av nya former av halvledare som uppvisar andra egenskaper än deras ingående material. Eftersom denna teknik kommer in i huvudfåran, tror det kommer att låta forskarna att skapa material med vitt skilda egenskaper utan några förändringar i sitt utseende.

Strukturen är tillverkad genom stapling skikt av olika material ovanpå varandra. Dessa skikt är mycket tunn, tunnare och med än ett mänskligt hårstrå. Genom att stapla sådana tunna material tillsammans, egenskaperna hos de enskilda materialen smälter samman på oväntade sätt. Denna kombination av egenskaper kan forskare skapa ämnen som har egenskaper som är ovanliga eller okända bland naturmaterial.

Det finns två vanliga orsaker till att göra en superlattice struktur. Det första är att öka materialets motståndskraft mot skjuvning effekter. Processen att göra en supergitter ökar motståndet mot skjuvning långt utöver det motstånd besatt av något av de ingående materialen. Detta motstånd gör att materialet att bibehålla sin struktur under högre påfrestningar än traditionella material.

Den andra vanliga orsaken för byggandet av en supergitter är att producera nya sorter av halvledare. Dessa material överföra el bättre än en isolator, men inte lika bra som dirigent. De används i nästan varje form av modern elektronik, ofta i form av en integrerad krets eller mikrochip. Aktuella halvledare är vanligtvis gjorda av kisel, men supergitter halvledare kan vara gjorda av många olika saker.

Halvledande supergitter har en handfull fördelar jämfört typiska halvledare. Dessa tillverkade material kan leda elektricitet snabbare eller långsammare än en vanlig kisel halvledare, helt enkelt genom att ändra mängden ämnen i gallret. Detta kommer att tillåta den anpassade konstruktionen av en halvledare med mycket specifika toleranser.

En annan fördel innebär att hålla några egenskaper hos gitterarmama materialen separerar. Genom att skapa en skiktad ledare, är det möjligt att sända strömmar av varierande effekt över halvledar. I själva verket förmedlar varje lager effekt vid sin naturliga hastighet. Detta kommer att möjliggöra ett enda material för att fungera på två olika frekvenser samtidigt, att förbättra material responstid.

Få tillverkade varor utnyttjar supergitter. Vissa företag experimenterar med batterier och glödlampor som använder supergitterbaserade katoder, men de är mycket sällsynta. Den forskning som pågår inom området kommer sannolikt ändra på det. Superlattice strukturer har många egenskaper som, när de läggs till vanliga konsumtionsvaror, kommer ökar deras livslängd och minska sin energiförbrukning.