Nieuwe kristallen bieden uitzicht op driedimensionale chips

Nieuws | de redactie

6 april 2006 |

Onderzoekers van de UU en de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM) zijn erin geslaagd om een nieuwe klasse kristallen te maken van perspex bolletjes van ongeveer een duizendste millimeter in doorsnede. Deze kristallen zijn opgebouwd uit bolletjes, ook wel colloïden genoemd, met een tegengestelde lading. De nieuwe exotische kristalstructuren hebben interessante optische eigenschappen en zijn daarom veelbelovend voor onder andere beeldschermen, elektronische inkt of optische schakelaars. Zij publiceren morgen hierover in de Physical Review Letters. Lees het volledige stuk nu al hier.

De natuurkundigen Marjolein Dijkstra (UU), Antti-Pekka Hynninen (FOM) en René van Roij (UU/FOM) kwamen deze nieuwe klasse van kristalstructuren op het spoor door zeer geavanceerde computerberekeningen uit te voeren op tegengesteld geladen colloïden. De computersimulaties voorspellen kristalstructuren van gewone zoutkristallen, zoals het welbekende keukenzout, maar zeer verrassend ook een enorme verscheidenheid aan veel exotischer kristalstructuren, die nog niet eerder in de natuur waren waargenomen. Christina Christova en Alfons van Blaaderen van de UU zijn erin geslaagd om deze nieuwe klasse van kristallen experimenteel te maken. Dit laat zien dat de nieuwe simulatietechniek betrouwbare voorspellingen geeft voor de structuren van colloïdale kristallen.

Computerchip

Elektronische apparaten worden steeds kleiner, goedkoper en sneller. Een plafond waar men nu tegenaan zit, is dat bijvoorbeeld alleen platte en tweedimensionale computerchips gemaakt kunnen worden. Een driedimensionale computerchip zou ingewikkelder systemen mogelijk maken. Een veelbelovende techniek om driedimensionale structuren te maken is spontane ordening. Hier is echter nog te weinig kennis over om dit op grote schaal toe te kunnen passen in de nano/micro-elektronica.

Spontane ordening

Elektrostatische wisselwerkingen, waarbij positief en negatief geladen deeltjes elkaar aantrekken, spelen een belangrijke rol bij spontane ordening. De invloed van deze wisselwerkingen zijn in dit onderzoek theoretisch onderzocht voor een eenvoudig mengsel van minuscule bolletjes, die positief en negatief geladen zijn. De computerberekeningen van de onderzoekers voorspellen de spontane ordening van een opmerkelijke verscheidenheid aan nieuwe exotische kristalstructuren. Wellicht is deze nieuwe klasse van kristalstructuren bruikbaar in optische, elektronische en magnetische devices.