Door silicium te beschijnen met krachtige lasers ontstaan micro-explosies. De ontploffingen veranderen het kristalrooster van het halfgeleidermateriaal. Australische wetenschappers voorzien aansprekende toepassingen in zonnecellen, sensoren en mogelijk zelfs in supergeleiders.
“Het nieuwe materiaal heeft onverwachte eigenschappen”, zegt hoogleraar Jim Williams van de ANU. “De explosies zetten de simpele structuur van gewoon silicium om in veel complexere structuren.” De nieuwe verschijningsvormen geven het halfgeleidermateriaal andere elektrische eigenschappen.
De onderzoeksgroep van Williams heeft twee nieuwe types silicium ontdekt, en verwacht dat nog vier andere, niet eerder vertoonde vormen, mogelijk zijn.
Supergeleiding
De structuren in het nieuwe silicium herhalen zich om de 12, 16 of 32 siliciumatomen. Gewoon silicium heeft een simpeler diamantvormig kristalrooster. De veranderingen hebben vooral invloed op de band gap, de elektrische eigenschap die van silicium een halfgeleider maakt. Daarmee kan het nieuwe materiaal leiden tot efficiëntere zonnecellen, of tot zonnepanelen die hun energie uit andere delen van het lichtspectrum halen.
Volgens de onderzoekers kunnen die eigenschappen naast nieuwe vormen van zonne-energie ook supergeleiding mogelijk maken. Supergeleiders hebben geen elektrische weerstand, en kennen geen energieverlies als er stroom doorheen loopt.
“In de halfgeleiderindustrie gaan miljarden dollars om”, zegt Jodie Bradby, collega van Williams aan de ANU. “Zelfs een kleine verandering in de positie van enkele siliciumatomen kan een enorme impact hebben.”
Bron: Australian National University | Foto: Andrew Kuznetsov, via Flickr Creative Commons (Cropped by Duurzaambedrijfsleven)
