O que é um superlattice?

Um superlattice é uma estrutura composta de camadas alternadas de diferentes materiais. Essas camadas são tipicamente medidas em nanômetros, e o superlattice típico é extremamente pequeno. Essas estruturas são usadas na criação de novas formas de semicondutores que exibem propriedades diferentes dos materiais incluídos. À medida que essa tecnologia entra no mainstream, acredita-se que permitirá que os cientistas criem materiais com propriedades muito diferentes, sem alterações na aparência.

A estrutura é feita empilhando camadas de materiais diferentes umas sobre as outras. Essas camadas são muito finas, mais finas do que os cabelos humanos. Ao empilhar esses materiais finos, as propriedades dos materiais individuais se misturam de maneiras inesperadas. Essa combinação de propriedades permite que os cientistas criem substâncias com propriedades raras ou desconhecidas entre os materiais naturais.

Existem dois motivos comuns para criar uma estrutura de superlattice. O primeiro é aumentar a resistência do material aos efeitos de cisalhamento. O processo de fabricação de um super-retículo aumenta a resistência ao cisalhamento muito além da resistência de qualquer um dos materiais constituintes. Essa resistência permite que o material mantenha sua estrutura sob tensões mais altas do que os materiais tradicionais.

A outra razão comum para a construção de um superlátice é produzir novas variedades de semicondutores. Esses materiais transmitem eletricidade melhor que um isolador, mas não tão bom quanto um condutor. Eles são usados ​​em quase todas as formas de eletrônica moderna, geralmente na forma de um circuito integrado ou microchip. Os semicondutores atuais são geralmente feitos de silício, mas os semicondutores de superlattice podem ser feitos de muitas coisas diferentes.

Os superláticos semicondutores têm várias vantagens em relação aos semicondutores típicos. Esses materiais fabricados podem conduzir eletricidade mais rapidamente ou mais lentamente do que um semicondutor de silício típico, simplesmente alterando a quantidade de substâncias na rede. Isso permitirá a construção personalizada de um semicondutor com tolerâncias muito específicas.

Outra vantagem envolve manter algumas propriedades dos materiais entrelaçados em separado. Ao criar um condutor em camadas, é possível enviar correntes de potência variável através do semicondutor. Com efeito, cada camada transmite energia à sua velocidade natural. Isso permitirá que um único material opere em duas frequências diferentes ao mesmo tempo, melhorando o tempo de resposta do material.

Poucos produtos manufaturados estão utilizando superlátices. Algumas empresas estão experimentando baterias e lâmpadas que usam cátodos baseados em superlattice, mas eles são muito raros. A pesquisa que está em andamento no campo provavelmente mudará isso. As estruturas de superlattice têm muitas propriedades que, quando adicionadas a bens de consumo comuns, aumentam sua vida útil e reduzem seu consumo de energia.