Vad är en Superlattice?
En superlattice är en struktur som består av växlande lager av olika material. Dessa lager mäts vanligtvis i nanometer, och det typiska supergitteret är extremt litet. Dessa strukturer används för att skapa nya former av halvledare som uppvisar olika egenskaper än deras inkluderade material. När denna teknik kommer in i mainstream, tros det att den kommer att tillåta forskare att skapa material med mycket olika egenskaper utan några förändringar i dess utseende.
Strukturen tillverkas genom att stapla skikt av olika material ovanpå varandra. Dessa lager är mycket tunna, tunnare även än människohår. Genom att stapla sådana tunna material samman smälter de enskilda materialens egenskaper samman på oväntade sätt. Denna kombination av egenskaper gör det möjligt för forskare att skapa ämnen som har egenskaper som är sällsynta eller okända bland naturliga material.
Det finns två vanliga skäl för att skapa en superlattice-struktur. Den första är att öka materialets motståndskraft mot skjuvningseffekter. Processen att tillverka ett supergaller ökar motståndet mot skjuvning långt bortom motståndet som någon av de bestående materialen har. Detta motstånd gör att materialet kan bibehålla sin struktur under högre spänningar än traditionella material.
Den andra vanliga orsaken till konstruktionen av ett superlattice är att producera nya sorter av halvledare. Dessa material överför el bättre än en isolator, men inte lika bra som en ledare. De används i nästan alla former av modern elektronik, ofta i form av en integrerad krets eller mikrochip. Nuvarande halvledare är vanligtvis tillverkade av kisel, men superlattice halvledare kan vara tillverkade av många olika saker.
Halvledande superlatrar har en handfull fördelar jämfört med vanliga halvledare. Dessa tillverkade material kan leda elektricitet snabbare eller långsammare än en typisk kiselhalvledare, helt enkelt genom att förändra mängden ämnen i gitteret. Detta gör det möjligt att anpassa en halvledare med mycket specifika toleranser.
En annan fördel är att hålla vissa egenskaper hos de gitterade materialen åtskilda. Genom att skapa en skiktad ledare är det möjligt att skicka strömmar med varierande effekt över halvledaren. I själva verket vidarebefordrar varje lager kraft med sin naturliga hastighet. Detta tillåter ett enda material att arbeta på två olika frekvenser samtidigt, vilket förbättrar materialets responstid.
Få tillverkade varor använder superlattices. Vissa företag experimenterar med batterier och glödlampor som använder superlattice-baserade katoder, men de är mycket sällsynta. Den forskning som pågår inom området kommer sannolikt att förändra det. Superlattice-strukturer har många egenskaper som, när de läggs till vanliga konsumentvaror, kommer att öka deras livslängd och minska deras energiförbrukning.