Hvad er en Superlattice?
En supergitter er en struktur, der består af skiftevis lag af forskellige materialer. Disse lag måles typisk i nanometer, og den typiske supergitter er ekstremt lille. Disse strukturer bruges til at skabe nye former for halvledere, der udviser forskellige egenskaber end deres inkluderede materialer. Når denne teknologi kommer ind i mainstream, antages det, at den vil give forskere mulighed for at skabe materialer med meget forskellige egenskaber uden ændringer i dens udseende.
Strukturen laves ved at stable lag af forskellige materialer oven på hinanden. Disse lag er meget tynde, tyndere end et menneskehår. Ved at stable sådanne tynde materialer sammen, smelter de enkelte materialers egenskaber sammen på uventede måder. Denne kombination af egenskaber gør det muligt for forskere at skabe stoffer, der har egenskaber, der er sjældne eller ukendte blandt naturlige materialer.
Der er to almindelige grunde til at lave en superlattice-struktur. Den første er at øge materialets modstand mod forskydningseffekter. Processen med at fremstille en superlattice øger modstanden mod forskydning langt ud over den modstand, som ethvert af de indholdende materialer har. Denne modstand gør det muligt for materialet at opretholde sin struktur under højere belastninger end traditionelle materialer.
Den anden almindelige årsag til konstruktionen af en superlattice er at fremstille nye sorter af halvledere. Disse materialer transmitterer elektricitet bedre end en isolator, men ikke så god som en leder. De bruges i næsten alle former for moderne elektronik, ofte i form af et integreret kredsløb eller mikrochip. Aktuelle halvledere er normalt lavet af silicium, men superlattice-halvledere kan være lavet af mange forskellige ting.
Halvledende superlattices har en håndfuld fordele i forhold til typiske halvledere. Disse fremstillede materialer kan lede elektricitet hurtigere eller langsommere end en typisk siliciumhalvleder, blot ved at ændre mængderne af stoffer i gitteret. Dette tillader den brugerdefinerede konstruktion af en halvleder med meget specifikke tolerancer.
En anden fordel involverer at holde nogle egenskaber ved de gitterede materialer adskilt. Ved at skabe en lagdelt leder er det muligt at sende strømme med varierende kraft over halvlederen. Faktisk overfører hvert lag strømmen med sin naturlige hastighed. Dette tillader et enkelt materiale at arbejde på to forskellige frekvenser på samme tid, hvilket forbedrer materialets responstid.
Få fremstillede varer bruger superlattices. Nogle virksomheder eksperimenterer med batterier og lyspærer, der bruger supergitterbaserede katoder, men de er meget sjældne. Den forskning, der pågår inden for området, vil sandsynligvis ændre det. Superlattice-strukturer har mange egenskaber, som, når de tilføjes til fælles forbrugsvarer, øger deres levetid og reducerer deres strømforbrug.