Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

'Eendimensionaal' materiaal lijkt geschikt voor nano-elektronica

Wetenschappers hebben ontdekt dat nanostroken van quasi-1d-materialen een hoge elektrische stroomdichtheid hebben. Dat maakt het materiaal wellicht geschikt als opvolger van koper en silicium als geleidend materiaal voor interconnects.

Het onderzoek komt van de Amerikaanse universiteit UC Riverside, waar een team van wetenschappers zich al langer richt op 1d-materialen in plaats van 2d-materialen voor elektronica. Bij 2d-materialen gaat het om laagjes atomen en hierbij wordt grafeen bijvoorbeeld als interessante kandidaat gezien voor elektronica. Bij 1d-materiaal gaat het om ketens van atomen, wat toepassingen op nog kleinere schaal dan grafeen mogelijk maakt.

De onderzoekers werkten met zirconiumtritelluride, dat uit een keten van atomen in kristallijne configuratie bestaat. Die hebben niet het nadeel van een stroef oppervlak zoals polykristallijne metalen, zodat elektronen zich niet verspreiden. De onderzoekers denken dat dit de reden is voor de hoge elektrische stroomdichtheid van het 1d-materiaal.

Die stroomdichtheid is vijftig keer hoger dan koper en ligt bijna op het niveau van koolstofnanobuizen en grafeen. Op termijn is het wellicht mogelijk het materiaal als nanodraad te laten groeien. De elektronica- en halfgeleiderindustrie heeft in de toekomst materiaal op nanoschaal met hoge stroomdichtheid nodig, anders loopt de ontwikkeling naar kleinere componenten tegen een barrière aan.

Geïntegreerde schakelingen hebben een hogere stroomdichtheid nodig naarmate ze kleiner worden: hoe minder ruimte er is voor de elektronen, hoe lager de stromen en hoe langzamer de transistors. Het toepassen van hogere elektrische stromen op dunnere koperlijnen, kan tot oververhitting en daarmee tot breuken leiden.

Materialen als grafeen en zirconiumtritelluride kunnen in de toekomst zo als alternatief dienen.

1D ZrTe3 nanoribbons

Microscopische afbeelding van elektronica, gemaakt met eendimensionale ZrTe3-nanostroken. De metalen contacten zijn geel en zijn over het kanaal, in het groen, gelegd.

Door Olaf van Miltenburg

Nieuwscoördinator

03-05-2018 • 17:47

67 Linkedin Google+

Reacties (67)

Wijzig sortering
Waarom zou je in godsnaam termen gaan gebruiken die helemaal niet kloppen. 1 dimensie is haast net zo moeilijk voor te stellen als meer dan 3. En uiteraard is zowel grafeen als een keten van atomen gewoon 3-dimensionaal.
Elektronen gedragen zich anders als je een dimensie, dat wil zeggen lengte, dikte of breedte, van een materiaal heel klein maakt. Zo klein als de dikte van slechts enkele atomen. Als je begint bij een groot blok en 1 dimensie hiervan verkleint tot een paar atomen krijg je als het ware een hele dunne plaat. De elektronen veranderen in dit systeem hun karakteristieke eigenschappen. Hierom wordt dit ook wel een 2D systeem genoemd. Natuurlijk is dit niet echt mathematisch 2D, maar de eigenschappen van dit systeem zijn dusdanig anders dat het zo wordt genoemd.

Doe je dit vervolgens in nog een dimensie, dan krijg je dus het 1D materiaal waar het in het artikel over gaat.

Je kan zelfs nog verder gaan en een zogenaamd 0D systeem maken, die net zo klein is als een paar atomen, dit wordt ook wel een kunstmatig atoom genoemd.
Met dimensies worden hier niet de afmetingen van de atomaire structuren bedoeld. Want hoe klein je ze ook maakt, alle structuren en zelfs één enkele atoom heeft altijd een bepaalde afmeting in alle drie de dimensies (X, Y en Z) groter dan 0.
Hier wordt bedoeld in hoeveel dimensies een elektron van atoom naar atoom kan bewegen. In de meeste materialen kan een elektron in alle drie dimensies van atoom naar atoom bewegen. In een materiaal dat slechts uit één laag atomen bestaat, kan een elektron slechts in twee dimensies van atoom naar atoom bewegen, want in de derde dimensie zijn er geen atomen. In een materiaal dat slechts uit een keten atomen bestaat, kan een elektron slechts in één dimensies van atoom naar atoom bewegen, want in de andere twee dimensies zijn er geen atomen.
een kunstmatig atoom is alles met meer dan 94 protonen in z'n kern, dwzv komt niet in de natuur voor, alleen door de mens gemaakt en soms extreem korte halfwaardetijden bij de super-zware elementen (nr 118 stabielst bekende isotoop bijvoorbeeld "slechts" 0,69ms gemeten.
"Quantum dots are also sometimes referred to as artificial atoms, a term that emphasizes that a quantum dot is a single object with bound, discrete electronic states, as is the case with naturally occurring atoms or molecules." https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_dot

Er zit een verschil tussen kunstmatig en kunstmatig gemaakt. Kunstmatig is in dit geval een "atoom" wat veel overeenkomsten heeft met een echt atoom maar niet op de normale manier opgebouwd is. Kunstmatig gemaakt is in dit geval een echt atoom die gemaakt is, deze voldoet dus wel aan de normale bouw van een atoom.
Kunstmatig is in dit geval een "atoom" wat veel overeenkomsten heeft met een echt atoom maar niet op de normale manier opgebouwd is.
Net zoals de 1/2 dimensionele materialen is dit dus een slecht gekozen term die niet beschrijft waar het over gaat. Het betreft hier een object welke een eigenschap heeft die ook bij atomen voorkomt. Dat betekent nog niet dat het een atoom is.

Om een misschien enigzins overtrokken parralel te trekken:

Een steen heeft massa, dat geldt ook voor een mens. Maar dat betekent nog niet dat een steen een kuntstmatige mens is.
Het is wel degelijk mogelijk dat dit soort atomen in de natuur gevormd worden tijdens bv supernova explosies of tijdens het samensmelten van twee neutronensterren. Echter doordat de meeste van de isotopen van deze elementen zeer korte halfwaardetijden hebben zullen ze zo snel vervallen dat je ze nooit gaat vinden op aarde. Aan de andere kant, 247Cm heeft een halfwaardetijd van 15.6 miljoen jaar. Het zou mij persoonlijk niet verbazen indien we dit ooit nog eens kunnen aantonen in de natuur. Ter vergelijking, 234U heeft een halfwaardetijd van slechts 245500 jaar, en die isotoop komt ook in de natuur op aarde voor.

[Reactie gewijzigd door Enantiomeer op 4 mei 2018 03:47]

Aadje93 had het over elementen met een nummer hoger dan 94. Jij hebt het over Uranium en dat zit er met elementnummer 92 gewoon onder. Dat het een isotoop is verandert daar niets aan. Uranium komt in de natuur dan ook gewoon voor, maar door zijn grote massa is het wel zeldzaam (van elke 1 miljoen atomen op aarde zijn er ongeveer 2 uranium).

234U is ook gewoon aan te tonen, maar het is wel even zoeken, want van alle uranium bevat nog geen 1/100% dit isotoop.
Je praat over massa ik over atoomnummers daar zit een degelijk verschil, neutronen vormen de isotopen van een atoom, het atoomnummer bepaalt het element ;)
Je bent nog te voorzichtig. Zoals algemeen bekend is de exacte positie van een electron uitgesmeerd in de ruimte. Als je materiaal maar dun genoeg is, is het gevolg dat de positie van het electron in die richting volledig is uitgesmeerd. De positie is dus een 2D dichtheidsfunctie geworden; alleen de X en de Y positie bepalen de kans om een electron te vinden.
Ik heb een beetje moeite met te begrijpen wat je hier precies bedoelt.

Is het zo dat het electron in zo'n situatie in de Z-richting helemaal geen probability functie meer heeft?
Of is die functie een consante over een zeer kleine afstand voorbij welke deze naar 0 valt?
Of is de functie een benadering hiervan?
Of nog iets anders?
Uiteraard heeft het elektron wel degelijk een 3D probability functie. Je kunt namelijk je afvragen wat de kans is dat je het elektron aantreft in het midden van de zon.

Praktisch gesproken is die kans echter 0. De geleidingselektronen hebben een verdelingsfunctie die in de Z-richting blokvormig is: 0 onder de laag, 1 in de laag, 0 boven de laag.

Is dat 2-dimensionaal? Volgens de snaar-theorie is ons normaal heelal 3-dimensionaal omdat de verdelingsfunctie in andere dimensies >3 ook zo blokvormig is. Dus als je nóg een dimensie op die manier beperkt, dan hou je inderdaad een 2-dimensionaal iets over. Met andere woorden: als je niet vindt dat deze elektronenwolk 2D is, dan is het ook geen 3D. En dan verwacht ik wel een beargumentering waarom die wolk 10D of 12D is.
Een blokfunctie voor de probability functie in de Z-richting kan ik begrijpen. De vraag die dan toch nog in mijn hoofd blijft rondspelen is over welke afstand in de Z-richting spreken we dan. Is dat daadwerkelijk nul? In dat geval is inderdaad de electronenwolk 2D.

Maar zelfs dat betekent nog niet dat de laag ook 2D is. De atoomkernen zijn in ieder geval al 3D, of mis ik dan iets essentieels?
Waar het fout gaat is dat je probeert klassieke mechanica veel te ver in het quantum-domein te duwen. Voor de elektronen die hier de stroom geleiden is er geen Z-richting.

Je zou anders ook tegen QM problemen aanlopen. Wat is hun snelheid en positie in Z-richting? Als er een betekenisvolle Z-as is, dan heb je een onzekerheid in zowel z-snelheid als z-positie, en die hebben een minimumwaarde (per Heisenberg). Toegegeven, als je een andere plaat parallel eraan zou hebben, dan ga je tunnellende elektronen in die andere plaat vinden, maar dat geeft alleen maar aan hoe niet-klassiek de QM wereld is.
OK, denk dat ik het begrijp. De electronenwolk van de geleidingselectronen is daadwerkelijk 2-dimensioneel.

Hoe zit het met de electronenwolken van alle andere electronen? Die bevolken toch nog steeds gewoon hun normale atomaire orbitalen?
De compleet gevulde orbitalen op lagere energie-nivo's zijn grosso modo onveranderd. Vanwege hun sterkere binding met de atoomkern zijn die relatief scherp gelokaliseerd, en dus is de afstand tot andere atoomkernen dus ook groter.

Om de exacte details te kennen van zirconiumtelluride zou je veel verder in de kristalstructuur moeten duiken; dat is werk voor specialisten.
Dat leek mij ook logisch. Komt er dus op neer dat de electronenwolk van de geleidingselectronen wel 2-dimensioneel is maar het materiaal op zich niet.
Ja klopt, ik weet de technische details maar al te goed :) Ik wilde het zo simpel mogelijk houden, en dan mis je soms wat details.
De exacte positie van een electron in de ruimte is never nooit niet uitgesmeerd deze is namelijk exact bepaald zoals je zelf al zegt. Dat op dat moment de impuls totaal onbekend is is quantummechanica en dat noem ik toch niet algemeen bekend.

M.a.w de staat van een electron x,y,z en p kun je beschouwen als een statistische verdeling in de ruimte waarbij de vorm van deze verdeling afhangt van andere verdelingen in het "universum" er om heen.

Als je een materiaal heel dun maakt (kleine z) dan verander je de statische verdeling zo dat de kans dat je het elektron vindt nabij een kleine afstand in de z richting t.o.v. het x,y vlak, van het materiaal groter wordt dan niet t.o.v. een dikker materiaal.

Zou je de positie bepalen van een elektron dan is deze absoluut op dat moment en hoeft dat helemaal niet op z=0 te zijn.

Dit heeft trouwens geen enkele waarde voor de stroomdichtheid die in het artikel genoemd wordt dit hangt van heel andere fysische eigenschappen van de gebruikte atomen en hun omgeving af.
De exacte positie van een electron in de ruimte is never nooit niet uitgesmeerd deze is namelijk exact bepaald zoals je zelf al zegt. Dat op dat moment de impuls totaal onbekend is is quantummechanica en dat noem ik toch niet algemeen bekend.
Die positie is alleen bepaald als je'm exact meet. Als je de impuls van dat elektron meet, dan is de positie volledig uitgesmeerd. Als je geen van beide meet, zijn beiden uitgesmeerd.
Klopt, maar dat is niet bepaald exact te noemen toch ;)
volgensmij gebruiken ze die termen helemaal niet.

Ipv 1D, 2D en 3D (1 dimensionaal, 2 dimensionaal en 3 dimensionaal)
gebruiken ze:
1d, 2d, 3d
waar bij de kleine 'd' gezien kan worden als 'direction'

1d materialen, gaan maar 1 richting (direction) op, dus een lijn, 2d, een vlak etc


Maar dit weet ik niet zeker, maar op hier nou moeilijk over te gaan doen... denk niet dat iemand die zich hiermee bezig houd het erg vind. Het is gewoon makkelijk werken, want het is erg aan elkaar gerelateerd.
Als je elk atoom vervangt met een ondeelbaar punt, is het praktisch hetzelfde...en atomen (wat afkomstig is van het woord atomos, wat "ondeelbaar" betekent) is aardig dicht bij een ondeelbaar punt


Maar ik kan het mis hebben en in dat geval wacht ik wel op verbeteringing van een beter geinformeerde tweaker
Nee, je gaat een 1-dimensionaal electron écht geen 1d noemen. Dat is hopeloos verwarrend.

De elektronenschillen van een atoom zijn namelijk geordend: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, .... De 3d subschil kan 10 elektronen bevatten (5 paar). Dat heeft dus niets met 3 dimensies te maken; alle elektronenbanen zijn 3-dimensionaal. "d" is simpelweg de indicatie van de derde subschil. En daarom is er ook geen 1d of 2d schil: de eerste schil heeft alleen de 1s subschil en de tweede schil heeft alleen de 2s en 2p subschillen . En op dezelfde manier heeft de 4de schil 4 subschillen, 4s/4p/4d/4f.

Kortom, de term die jij in je hoofd hebt hoort wel bij elektronen, maar op een heel andere manier.
Als je dan toch op namen en context gaat zitten, geef dan aan dat je model met schillen gestoelt is op de klassieke mechanica en het atoommodel van Bohr. De quantummechnanica kijkt er wat anders tegen aan en dan spreekt men van orbitalen. :-)

bron: https://nl.wikipedia.org/wiki/Orbitaal

Kan me overigens nog wel herinneren dat het klassieke atoommodel op de middelbare school werd toegepast omdat het een meer simpele voorstelling is, die voor veel mensen nog wel duidelijk is. Tijdens mijn studie scheikunde werd het quantummechanisch model uit de kast gehaald. Als je orbitalen moet gaan uitleggen, dan wordt het toch aardig ingewikkeld als je bij de atomen met een flinke lading elektronen uitkomt. Kijk maar eens naar de leuke plaatjes :-)
Het concept van een 2p "subschil" of "orrbitaal" is fundamenteel QM, en al helemaal als je sp2/sp3 hybridisatie gaat meenemen. (Is dat nog steeds middelbare school stof?) Het kenmerk van een schil is namelijk de quantisatie. Bohr's model was een eerste benadering voordat begrepen werd waardoor die quantisatie optrad.
Mij hoef je niet uit te leggen hoe het in elkaar steekt en nee, dat is bij mijn weten geen middelbare school stof (al ben ik er al ruim 25 weg :-) ), maar komt dat wel aan bod als je verder gaat in de beta tak.

Mijn punt was dat je, waar je terecht de opmerking maakt over de nomenclatuur, je dan ook zo puristisch moet zijn om te benoemen dat je met schillen over de klassieke mechanica praat en niet over quantummechanica, daar spreekt men van orbitalen, en daar zit wel een wezenlijk verschil in.

Inhoudelijk ben ik het verder met je eens hoor :-)
Erg leuk, ik heb het over ATOMEN, niet ELEKTRONEN, geen idee waar je die vandaan haalt.
Het artikel gaat over materialen waarbij de stroomdichtheid hoog is, en stroom is (in deze context) bewegende elektronen. Concreet: een 1D stroom van elektronen.
leuk dat jij dat ervan maakt, maar 1d gaat over het materiaal. En dat bestaat vooralsnog voornamelijk uit atomen zoals in deze context expliciet verteld wordt:

"'Eendimensionaal' materiaal"
"nanostroken van quasi-1d-materialen"
"Bij 1d-materiaal gaat het om ketens van atomen"

Lees het artikel en mijn comment voordat je met elektronen gaat lopen gooien. Niemand, behalve jij heeft het over 1dimensionale elektronen. Leuke hoed waar je dat uit tovert
De termen 1/2-dimensioneel zijn natuurlijk helemaal fout. Maar ja, het is gewoon handig om deze termen te ge/misbruiken om aan te geven dat de materialen waarover je het hebt in 1/2 dimensies extreem veel groter kleiner zijn dan in de overige dimensie(s).

Betere termen zouden misschien zijn "mono-atomic layers" en "mono-atomic filaments".

[Reactie gewijzigd door Enantiomeer op 4 mei 2018 03:55]

"De termen 1/2-dimensioneel zijn natuurlijk helemaal fout."

en daarom gebruiken ze die ook niet
1D is juist relatief makkelijk om je voor te stellen, dit is namelijk een rechte lijn (of krom in een polair coördinatenstelsel). Zie https://nl.m.wikipedia.org/wiki/Getallenlijn
Een rechte lijn is volgens mij toch 2-dimensionaal. Bij een één-dimensionale figuur denk ik eerder aan een punt.
Een punt heeft geen afmetingen en dus ook geen dimensie, net als een zwart gat waar ruimte geen betekenis heeft.

Als je bedenkt dat je 3D kan modelleren met 3 assen: x,y en z.
Twee dimensies is een plat vlak met x en y as.
Een dimensie is dus voor te stellen als een lijn, b.v een rechte lijn met alleen een x as.
Een punt heeft geen as want dat is een punt op bv de x as of een getallenliun die geen grootte heeft en zou je kunnen zeggen dat een punt 0D is.
Via wikipedia: In its simplest form: a line describes one dimension, a plane describes two dimensions, and a cube describes three dimensions. (See Space and Cartesian coordinate system.)

Je hebt dus volkomen gelijk, weer wat bijgeleerd. Thanks!

edit: Ik besef net dat je zelf al een link had voorzien, heb ik blijkbaar gemist.

[Reactie gewijzigd door mendax op 3 mei 2018 21:53]

-

[Reactie gewijzigd door rickdehoop op 3 mei 2018 23:18]

Is standaard benaming in vaste stof fysica. En op zich logisch 2D is een vlak van atomen en 1D een keten. Vaak latendeze structuren zich beschrijven met een 2 of 1 dimensionaal wiskundig model. Is ook best makkelijk voor te stellen immers een lijn en een vlak ook in 3 dimensies bestaan.
Fysiek gezien is een enkel laag atomen het dichts bij 2D dat mogelijk is. Maar atomen zijn 3D dus is het niet echt 2D, het heeft nog altijd 3 dimensies.

Een enkele digitale polygon is 2D, net zo moeilijk als voor te stellen als 4D zoals in het artikel vermeld is het dus niet
Oké, weer wat geleerd. Maar toch vind ik het maar niks. Veel mooier 3D ding als een DNA molecuul zie je niet vaak.

/edit: en toen ik nog op school zat werd een atoom juist als een supermooi 3 dimensionaal object voorgesteld. Een soort mini zonnestelsel. Nou heb ik ondertussen begrepen dat electronen misschien wel veel meer dimensionaal om de kern heen draaien, maar ik, en velen met mij zien juist dat zonnestelsel voor ons als je aan atomen denkt.

[Reactie gewijzigd door Burgertrut op 3 mei 2018 18:32]

Oké, weer wat geleerd. Maar toch vind ik het maar niks. Veel mooier 3D ding als een DNA molecuul zie je niet vaak.
DNA is dan ook een biologisch macromolecuul; vele malen groter in de 2 kleinste dimensies dan waar hier over gesproken wordt.
Die mooie 3-dimensionale modellen op school kloppen anders ook van geen kant. Qua verhoudingen zeker niet. De kern van protonen en neutronen moet je je voorstellen als een voetbal op de middenstip van een voetbalveld en de elektronen als speldenknopjes ergens in de buurt van de hoekvlaggen. Elektronen bestaan dan ook voor het grootste gedeelte uit 'lege' ruimte.
De vergelijking met een zonnestelsel is begrijpelijk, al zijn de krachten die planeten in een baan om de zon houden totaal anders dan de krachten tussen elektronen en de kern van een atoom.

Letterlijk gezien klopt het wel wat je zegt, dat een atoom natuurlijk ook gewoon 3 dimensies heeft, bij een "2-dimensionale" tekening heeft de inkt en het papier tenslotte ook een bepaalde hoogte als je het onder een microscoop zou leggen, maar bij de benamingen hier, wordt er uit gegaan van het aantal atomen dat naast of op elkaar ligt.
Het is ook niet 1D. In de eerste alinea: quasi-1d.
Het gaat hier om dat het minder dan 2 lagen is, dus 1D, 1 laag. (Het heeft niets met de conventionele principe van 2D/3D etc te maken)

[Reactie gewijzigd door stewie op 3 mei 2018 18:14]

Nee het gaat erom dat bij een 2D materiaal in een vlak liggen en de beweging van de elektronen slechts in 2 dimensies plaatsvinden. Iedem met 1D dan is het een keten en kunnen de elektronen in 1D bewegen.

Heeft alles te maken met dimensies 1D, 2D 3D
Niet in de conventionele zin dus, van 2D video/foto's of 3D rendering..
want 1 dimensie bestaat niet, ook niet voor atomen.

[Reactie gewijzigd door stewie op 3 mei 2018 18:32]

Als je inzoomt heeft een pixel heeft ook een diepte ;) Schermen vinden wij over het algemeen 2D. Het gaat erom dat bij 2 dimensies de andere dimensie verwaarloosbaar is en niet bijdraagt aan de eigenschappen. Door de elektronen te beschrijven met een golffunctie in 2 dimensies kunnen de eigenschappen van de stof voorspeld worden. Het is daarmee fysisch/mathematisch daarmee zelfs een meer zuiver 2D systeem dan een display.

Elektronen zijn overigens rare dingen die in de quantum fysica een punt deeltje kunnen zijn (0-dimensionaal) wanneer deze zijn deeltjes kant laat zien i.p.v. een golf. 0-dimensinaal bestaat dus ook. Zwarte gaten zijn ook 0-dimensinaal, een zuivere singulariteit.
Ze bedoelen hier meer dat je in een discreete vorm (zoals ook bij binaire of digitale data) maar 1 dimensie heeft. Een atoom heeft inderdaad wel een afmeting, maar afstanden minder dan een atoom zeggen hier niet veel.
Niet in de conventionele zin dus, van 2D video/foto's of 3D rendering..
want 1 dimensie bestaat niet, ook niet voor atomen.
Als je heel precies wilt zijn, dan bestaan er inderdaad geen fysieke objecten die 1D zijn maar als je zo precies bent, dan bestaat 2D ook niet...

Als je goed oplet zie je trouwens dat de titel van het bericht "'Eendimensionaal' materiaal lijkt geschikt voor nano-elektronica" is, met aanhalingstekens rondom "eendimensionaal". En in de eerste zin van de inleiding wordt de benaming "quasi-1d-materialen" gebruikt. Daar is dus niets op aan te merken; beide benamingen zijn (hoe nauwkeurig je ook bent) volledig correct.
Ik heb alle delen van het oude en nieuwe testament gelezen, maar ben het stuk over 1d nano materiaal niet tegen gekomen...
4 dimensies is prima voor te stellen hoor. Hoogte, breedte, diepte en tijd.
daarom staat er (nu?) ook quasi-1D.

als het een dikte heeft van 1 atoom vind ik het niet raar om dat 1D te noemen.
Zodra het een dikte van meer dan 1 atoom is vind ik het normaal om te spreken van 3D.
En dan ligt het er natuurlijk aan hoe die dikte is opgebouwd. Als het naast elkaar is denk ik aan 2D en zodra het alle richtingen op gaat vanaf de basis wordt het 3D.

4D vind ik ook niet zo moeilijk voor te stellen als je dat betrekt op spacetime (ipv de bioscoop-variant), al zal dat aan mij liggen.
Zijn dit soort uitvindingen nou eigenlijk ook een uitkomst voor een gebrek aan koper? Wel eens kreten gehoord dat er niet genoeg koper is al iedereen net zoveel elektronica zou hebben als wij in de westerse wereld.

Nu zijn er natuurlijk van nog wel meer dingen niet genoeg daarvoor, daar niet van.
Zijn dit soort uitvindingen nou eigenlijk ook een uitkomst voor een gebrek aan koper?
Deze nanotech is geschikt voor elektronica, en dat wordt al niet van koper gemaakt (maar van silicium e.d.). Koper wordt vooral op macro-schaal gebruikt, en daarvoor is nanotech niet geschikt.
Koper is de standaard interconnect methode op chips hoor. Alleen oudere chips (130nm en groter ruwweg) gebruiken aluminium als standaard materiaal. Moderne chips gebruiken koper, en alleen de allerlaagste laag is aluminium (schijnbaar makkelijker om daar connectie mee te maken naar de buitenwereld).

Of het een significante hoeveelheid is? Tja iig in je PC is het verwaarloosbaar tov de koper alleen al in je koelblok.

Overigens is weerstand van koper lijnen op een chip niet irrelevant, maar meestal is capaciteit het dominante effect wat snelheid door interconnects beperkt, en niet de weerstand.
ALs het een probleem was, wss niet, want dit lijkt me enkel geschikt voor niet onder stres staand ontwerpen , lithografie.
Dus geen kabels en dergelijk, en daarbij wordt ook geen? koper bijgebruikt, maar legeringen en silcium en germanicum.

Koper is er wel genoeg dacht ik, maar wordt minder toegangelijk.
Daarnaast is er veel produceerded koper wat herbruikt kan worden.

Denk aan koperen leidingen, potten pannen, munten, standbeelden, etc...
Edit: verkeerde plek

[Reactie gewijzigd door bjamri op 3 mei 2018 18:24]

Dat is mooi meegenomen natuurlijk maar op de eerste plaats gaat het om de natuurkundige beperkingen van een materiaal heen te werken.

Het moet dan ook een stof zijn wat goedkoop te produceren is en daarom niet ieder stof geschikt.
Veruit meeste koper wordt gebruikt op 'macroschaal' (elektrische motors, stroom en data kabels) en vervangen van koper in IC's gaat niet zoveel uitmaken op de totale wereldconsumptie. Er wordt onderzoek gedaan naar het maken van draden gemaakt van carbon nanotubes, lagere verliezen en een veel lager gewicht. Zowat de helft van de wereld elektriciteitsproductie wordt gebruikt om elektrische motoren aan te drijven - dus dat optimaliseren zet wel zoden aan de dijk :)
Grafeen is nog zelf te maken en er zijn grondstoffen genoeg op aarde te vinden maar hoe zit dat met zirconiumtritelluride?
Als je een stof gebruikt dat op een gegeven moment "op" is dan heb je namelijk een probleem.
Zie bijv. goud, is er opzich nog genoeg maar er is maar een beperkte hoeveelheid.
En er verdwijnt ook heel veel van omdat het niet 100% gerecycled wordt, verdwijnt letterlijk bij het afval.

We hebben overigens wel "geluk" dat veel van de "rare earth materials" niet zo zeldzaam zijn als men destijds dacht, de manier om die grondstoffen te winnen is alleen duur en niet makkelijk.
Zirconium hebben we nog zo'n 60-70 jaar aan bewezen reserves, met niet veel haast om nieuwe reserves te zoeken gezien de relatief lage prijs.

Tellurium is een bijproduct van de koper winning. In de praktijk is het niet schaars omdat we koper harder nodig hebben.
Kan men dit dan ook gebruiken in constructies zoals huizen, appartementsblokken,...?
Ik had in het begin even een probleem, wiskundig gezien is 1 dimensie alleen een punt zonder lengte,breedte en hoogte. Las dus over de " quasi-1d- " |:( heen.
Het gaat hier iets anders enwel een lente x aan atomen in kristallijne configuratie. Tis me nu duidelijk.
Wiskundig gezien is een punt 0D (het heeft geen afmetingen), een lijn 1D, een vlak 2D en al het andere 3D (of hoger) :)
0D is een singulariteit. Toch? :)
De vierde dimensie is tijd.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.


Apple iPhone XS Red Dead Redemption 2 LG W7 Google Pixel 3 XL OnePlus 6T (6GB ram) FIFA 19 Samsung Galaxy S10 Google Pixel 3

Tweakers vormt samen met Tweakers Elect, Hardware.Info, Autotrack, Nationale Vacaturebank en Intermediair de Persgroep Online Services B.V.
Alle rechten voorbehouden © 1998 - 2018 Hosting door True