Qu'est-ce qu'un super-réseau?
Un super-réseau est une structure composée de couches alternées de matériaux différents. Ces couches sont généralement mesurées en nanomètres et le super réseau typique est extrêmement petit. Ces structures sont utilisées dans la création de nouvelles formes de semi-conducteurs présentant des propriétés différentes de celles des matériaux inclus. À mesure que cette technologie s'intégrera dans le grand public, elle permettra aux scientifiques de créer des matériaux dotés de propriétés très différentes sans aucun changement dans leur apparence.
La structure est réalisée en empilant des couches de matériaux différents les unes sur les autres. Ces couches sont très minces, même plus minces qu'un cheveu humain. En empilant de tels matériaux minces, les propriétés des matériaux individuels se mélangent de manière inattendue. Cette combinaison de propriétés permet aux scientifiques de créer des substances aux propriétés rares ou inconnues parmi les matériaux naturels.
Il existe deux raisons courantes pour créer une structure de super-réseau. La première consiste à augmenter la résistance du matériau aux effets de cisaillement. Le processus de fabrication d'un super-réseau augmente la résistance au cisaillement bien au-delà de la résistance de l'un des matériaux constitutifs. Cette résistance permet au matériau de maintenir sa structure sous des contraintes plus élevées que les matériaux traditionnels.
L'autre raison commune pour la construction d'un super-réseau est la production de nouvelles variétés de semi-conducteurs. Ces matériaux transmettent l'électricité mieux qu'un isolant, mais pas aussi bon qu'un conducteur. Ils sont utilisés dans presque toutes les formes d'électronique moderne, souvent sous la forme d'un circuit intégré ou d'une micropuce. Les semi-conducteurs actuels sont généralement faits de silicium, mais les semi-conducteurs de super-réseaux peuvent être constitués de nombreuses choses différentes.
Les super-réseaux semi-conducteurs présentent de nombreux avantages par rapport aux semi-conducteurs classiques. Ces matériaux fabriqués peuvent conduire l'électricité plus rapidement ou plus lentement qu'un semi-conducteur au silicium typique, simplement en modifiant les quantités de substances dans le réseau. Cela permettra la construction personnalisée d'un semi-conducteur avec des tolérances très spécifiques.
Un autre avantage consiste à garder certaines propriétés des matériaux en treillis séparés. En créant un conducteur en couches, il est possible d’envoyer des courants de puissance variable sur le semi-conducteur. En effet, chaque couche transmet la puissance à sa vitesse naturelle. Cela permettra à un seul matériau de fonctionner simultanément sur deux fréquences différentes, améliorant ainsi le temps de réponse du matériau.
Peu de produits manufacturés utilisent des super-réseaux. Certaines entreprises expérimentent des piles et des ampoules utilisant des cathodes à super réseau, mais elles sont très rares. Les recherches en cours sur le terrain vont probablement changer cela. Les structures de super-réseau ont de nombreuses propriétés qui, ajoutées aux biens de consommation courants, augmenteront leur durée de vie et réduiront leur consommation d'énergie.