Co je superlattice?

Superlattice je struktura tvořená střídavými vrstvami různých materiálů. Tyto vrstvy se obvykle měří v nanometrech a typická superlattice je extrémně malá. Tyto struktury se používají při vytváření nových forem polovodičů, které vykazují odlišné vlastnosti než jejich zahrnuté materiály. Protože tato technologie vstupuje do hlavního proudu, věří se, že umožní vědcům vytvářet materiály s výrazně odlišnými vlastnostmi bez jakýchkoli změn vzhledu.

Struktura je vytvořena stohováním vrstev různých materiálů na sebe. Tyto vrstvy jsou velmi tenké, tenčí dokonce než lidské vlasy. Spojením takových tenkých materiálů dohromady se vlastnosti jednotlivých materiálů spojí neočekávaným způsobem. Tato kombinace vlastností umožňuje vědcům vytvářet látky, které mají mezi přírodními materiály vzácné nebo neznámé vlastnosti.

Existují dva běžné důvody pro vytvoření superlattické struktury. Prvním je zvýšení odolnosti materiálu vůči střihovým účinkům. Proces výroby superlattice zvyšuje odolnost vůči střihu daleko za odporem, který má kterýkoli z použitých materiálů. Tento odpor umožňuje materiálu udržovat jeho strukturu při vyšším namáhání než tradiční materiály.

Dalším běžným důvodem pro stavbu superlattice je výroba nových druhů polovodičů. Tyto materiály přenášejí elektřinu lépe než izolátor, ale ne tak dobrý jako dirigent. Používají se téměř ve všech formách moderní elektroniky, často ve formě integrovaného obvodu nebo mikročipu. Současné polovodiče jsou obvykle vyrobeny z křemíku, ale polovodiče superlattice mohou být vyrobeny z mnoha různých věcí.

Polovodičové supravodiče mají hrst výhod oproti typickým polovodičům. Tyto vyrobené materiály mohou vést elektřinu rychleji nebo pomaleji než typický křemíkový polovodič, jednoduše změnou množství látek v mřížce. To umožní vlastní konstrukci polovodiče s velmi specifickými tolerancemi.

Další výhodou je zachování některých vlastností mřížkových materiálů odděleně. Vytvořením vrstveného vodiče je možné přes polovodič posílat proudy různé energie. Každá vrstva ve skutečnosti přenáší energii svou přirozenou rychlostí. To umožní, aby jediný materiál pracoval na dvou různých frekvencích současně, čímž se zlepší doba odezvy materiálu.

Jen málo vyrobeného zboží využívá superlattices. Některé společnosti experimentují s bateriemi a žárovkami, které používají superlattické katody, ale jsou velmi vzácné. Výzkum probíhající v této oblasti to pravděpodobně změní. Superlattické struktury mají mnoho vlastností, které po přidání do běžného spotřebního zboží zvýší jejich životnost a sníží jejich spotřebu energie.