Che cos'è una superlattice?
Una superlattice è una struttura composta da strati alternati di materiali diversi. Questi strati sono in genere misurati in nanometri e il superlattice tipico è estremamente piccolo. Queste strutture vengono utilizzate nella creazione di nuove forme di semiconduttori che presentano proprietà diverse rispetto ai materiali inclusi. Poiché questa tecnologia entra nel mainstream, si ritiene che consentirà agli scienziati di creare materiali con proprietà notevolmente diverse senza alcun cambiamento nel suo aspetto.
La struttura è realizzata impilando strati di materiali diversi uno sopra l'altro. Questi strati sono molto sottili, più sottili persino di un capello umano. Impilando insieme materiali così sottili, le proprietà dei singoli materiali si fondono insieme in modi inaspettati. Questa combinazione di proprietà consente agli scienziati di creare sostanze che hanno proprietà rare o sconosciute tra i materiali naturali.
Esistono due motivi comuni per creare una struttura a reticolo. Il primo è quello di aumentare la resistenza del materiale agli effetti di taglio. Il processo di fabbricazione di una superlattice aumenta la resistenza al taglio ben oltre la resistenza posseduta da uno qualsiasi dei materiali costituenti. Questa resistenza consente al materiale di mantenere la sua struttura sotto stress maggiori rispetto ai materiali tradizionali.
L'altro motivo comune per la costruzione di una superlattice è la produzione di nuove varietà di semiconduttori. Questi materiali trasmettono elettricità meglio di un isolante, ma non buono come un conduttore. Sono utilizzati in quasi ogni forma di elettronica moderna, spesso sotto forma di un circuito integrato o microchip. I semiconduttori attuali sono generalmente fatti di silicio, ma i semiconduttori superlattici possono essere fatti di molte cose diverse.
I superlattici a semiconduttore presentano una manciata di vantaggi rispetto ai semiconduttori tipici. Questi materiali fabbricati possono condurre elettricità più velocemente o più lentamente di un tipico semiconduttore al silicio, semplicemente alterando la quantità di sostanze nel reticolo. Ciò consentirà la costruzione personalizzata di un semiconduttore con tolleranze molto specifiche.
Un altro vantaggio consiste nel mantenere separate alcune proprietà dei materiali reticolari. Creando un conduttore a strati, è possibile inviare correnti di potenza variabile attraverso il semiconduttore. In effetti, ogni strato trasmette energia alla sua velocità naturale. Ciò consentirà a un singolo materiale di operare su due frequenze diverse contemporaneamente, migliorando i tempi di risposta del materiale.
Pochi manufatti utilizzano superlattici. Alcune aziende stanno sperimentando batterie e lampadine che utilizzano catodi a base di superlattice, ma sono molto rari. La ricerca in corso sul campo probabilmente cambierà questo. Le strutture a reticolato hanno molte proprietà che, se aggiunte ai comuni beni di consumo, aumenteranno la loro durata di vita e ridurranno il consumo di energia.