Slitiny z oběžné dráhy

V elektrotechnickém průmyslu roste potřeba využívání slitin polovodičů, které mají lepší vlastnosti než čisté prvky. V současnosti jde zejména o slitiny křemíku a germania, jež mají být využívány v hybridních elektro-optických čipech. Ty je ovšem možno na Zemi vytvořit jen velmi obtížně, proto se výzkum přesunul na oběžnou dráhu naší planety.

Slitiny z oběžné dráhy


V elektrotechnickém průmyslu roste potřeba využívání slitin polovodičů, které mají lepší vlastnosti než čisté prvky. V současnosti jde zejména o slitiny křemíku a germania, jež mají být využívány v hybridních elektro-optických čipech. Ty je ovšem možno na Zemi vytvořit jen velmi obtížně, proto se výzkum přesunul na oběžnou dráhu naší planety.

Germanium je totiž zhruba třikrát těžší než křemík, takže při výrobě slitin v normální přitažlivosti klesá ke dnu. Přitom je třeba získat homogenní slitinu, kde jsou jednotlivé atomy rozprostřeny co nejrovnoměrněji. Na Zemi navíc roztavená hmota vzlíná po stěnách nádoby, takže výsledné krystaly jsou nepravidelné a někdy dokonce i zcela nepoužitelné.

V beztížném stavu, přesněji v mikrogravitaci na oběžné dráze Země, se jednotlivé prvky neoddělují tak rychle a tavená hmota má tendenci se krátce před zkapalněním odpoutávat od stěn tavicí nádoby. Díky tomu vznikají mnohem lepší krystaly, než jaké je možno získat v pozemských podmínkách. Výzkumníci z Illinoiské univerzity proto nyní spolupracují s NASA na vytvoření postupu vhodného ke získání takovýchto krystalů na oběžné dráze.
Krystaly o průměru kolem 1 cm by měly být vytvářeny ve speciálních ampulích umístěných v magnetické tavicí peci. Magnetické pole jednak "vězní" hmotu ve vymezeném prostoru a zároveň ovládá růst krystalů a zajišťuje rovnoměrné rozložení jednotlivých prvků. Takový proces trvá zhruba 14 dní a jeho výsledkem je krystal z téměř dokonalé slitiny křemíku s germaniem.

S ohledem na současné náklady na dopravu surovin a provoz celého zařízení nelze předpokládat, že by bylo v dohledné době možno přesunout výrobu na oběžnou dráhu. Poznatky získané při pokusných taveních ovšem mohou pomoci k vytvoření optimálního procesu použitelného v běžných pozemských podmínkách.





Komentáře