Wat is een superrooster?

Een superrooster is een structuur die bestaat uit afwisselende lagen van verschillende materialen. Deze lagen worden meestal gemeten in nanometers en het typische superrooster is extreem klein. Deze structuren worden gebruikt bij het creëren van nieuwe vormen van halfgeleiders die andere eigenschappen vertonen dan hun opgenomen materialen. Omdat deze technologie de mainstream wordt, wordt aangenomen dat het wetenschappers in staat stelt materialen te maken met zeer verschillende eigenschappen zonder dat het uiterlijk verandert.

De structuur is gemaakt door lagen verschillende materialen op elkaar te stapelen. Deze lagen zijn erg dun, dunner zelfs dan een mensenhaar. Door dergelijke dunne materialen op elkaar te stapelen, mengen de eigenschappen van de afzonderlijke materialen op onverwachte manieren. Met deze combinatie van eigenschappen kunnen wetenschappers stoffen maken met eigenschappen die zeldzaam of onbekend zijn bij natuurlijke materialen.

Er zijn twee veel voorkomende redenen om een ​​superroosterstructuur te maken. De eerste is om de weerstand van het materiaal tegen afschuifeffecten te vergroten. Het proces van het maken van een superrooster verhoogt de weerstand tegen afschuiven ver voorbij de weerstand die een van de samenstellende materialen bezit. Door deze weerstand kan het materiaal zijn structuur onder hogere spanningen handhaven dan traditionele materialen.

De andere veel voorkomende reden voor de constructie van een superrooster is het produceren van nieuwe soorten halfgeleiders. Deze materialen brengen elektriciteit beter over dan een isolator, maar niet zo goed als een geleider. Ze worden gebruikt in bijna elke vorm van moderne elektronica, vaak in de vorm van een geïntegreerde schakeling of microchip. Huidige halfgeleiders zijn meestal gemaakt van silicium, maar superrooster halfgeleiders kunnen van veel verschillende dingen zijn gemaakt.

Halfgeleidende superroosters hebben een handvol voordelen ten opzichte van typische halfgeleiders. Deze vervaardigde materialen kunnen elektriciteit sneller of langzamer geleiden dan een typische silicium halfgeleider, eenvoudig door de hoeveelheden stoffen in het rooster te wijzigen. Dit maakt de aangepaste constructie van een halfgeleider met zeer specifieke toleranties mogelijk.

Een ander voordeel is dat sommige eigenschappen van de roostermaterialen gescheiden blijven. Door een gelaagde geleider te creëren, is het mogelijk om stromen van variërend vermogen over de halfgeleider te sturen. In feite geeft elke laag vermogen af ​​met zijn natuurlijke snelheid. Hierdoor kan een enkel materiaal op twee verschillende frequenties tegelijkertijd werken, waardoor de responstijd van het materiaal wordt verbeterd.

Weinig geproduceerde goederen gebruiken superroosters. Sommige bedrijven experimenteren met batterijen en gloeilampen die op superrooster gebaseerde kathoden gebruiken, maar ze zijn zeer zeldzaam. Het onderzoek dat momenteel aan de gang is, zal daar waarschijnlijk verandering in brengen. Superroosterstructuren hebben veel eigenschappen die, wanneer ze worden toegevoegd aan gewone consumptiegoederen, hun levensduur zullen verlengen en hun energieverbruik verminderen.