Što je superrešetka?

Superrešetka je struktura sastavljena od izmjeničnih slojeva različitih materijala. Ti se slojevi obično mjere u nanometrima, a tipična superrešetka je iznimno mala. Ove strukture se koriste u stvaranju novih oblika poluvodiča koji pokazuju drugačija svojstva od njihovih uključenih materijala. Kako ova tehnologija ulazi u mainstream, vjeruje se da će omogućiti znanstvenicima stvaranje materijala s znatno različitim svojstvima bez ikakvih promjena u svom izgledu.

Konstrukcija je napravljena slaganjem slojeva različitih materijala jedan na drugi. Ti su slojevi vrlo tanki, tanji čak i od ljudske kose. Slaganjem tako tankih materijala zajedno, svojstva pojedinačnih materijala spajaju se na neočekivane načine. Ova kombinacija svojstava omogućuje znanstvenicima stvaranje tvari koje imaju svojstva koja su rijetka ili nepoznata među prirodnim materijalima.

Dva su uobičajena razloga za izradu superrešetkaste strukture. Prvi je povećati otpornost materijala na efekte smicanja. Proces izrade superrešetke povećava otpornost na smicanje daleko iznad otpora koji posjeduje bilo koji od sastavnih materijala. Ova otpornost omogućuje materijalu da zadrži svoju strukturu pod većim naprezanjima od tradicionalnih materijala.

Drugi uobičajeni razlog za izgradnju superrešetke je proizvodnja novih vrsta poluvodiča. Ovi materijali prenose električnu energiju bolje od izolatora, ali ne tako dobro kao vodič. Koriste se u gotovo svim oblicima moderne elektronike, često u obliku integriranog kruga ili mikročipa. Trenutni poluvodiči obično su izrađeni od silicija, ali poluvodiči s supermrežama mogu biti izrađeni od mnogo različitih stvari.

Poluvodičke superrešetke imaju pregršt prednosti u odnosu na tipične poluvodiče. Ovi proizvedeni materijali mogu provoditi struju brže ili sporije od tipičnog silicijskog poluvodiča, jednostavno mijenjajući količine tvari u rešetki. To će omogućiti prilagođenu konstrukciju poluvodiča s vrlo specifičnim tolerancijama.

Još jedna prednost uključuje odvajanje nekih svojstava rešetkastih materijala. Stvaranjem slojevitog vodiča moguće je slati struje različite snage kroz poluvodič. Zapravo, svaki sloj prenosi snagu svojom prirodnom brzinom. To će omogućiti da jedan materijal radi na dvije različite frekvencije u isto vrijeme, poboljšavajući vrijeme odziva materijala.
Malo proizvedenih proizvoda koristi superrešetke. Neke tvrtke eksperimentiraju s baterijama i žaruljama koje koriste katode na bazi superrešetke, no one su vrlo rijetke. Istraživanja koja su u tijeku na terenu će to vjerojatno promijeniti. Superrešetkaste strukture imaju mnoga svojstva koja će, kada se dodaju uobičajenim proizvodima široke potrošnje, produžiti njihov životni vijek i smanjiti potrošnju energije.