Kryształy hodowane metodą Jana Czochralskiego

W obecnych czasach bez monokryształów, lampowe komputery nadal byłyby maszynami ważącymi po kilka ton, zajmującymi całe pomieszczenia, wymagającymi do zasilania prywatnej małej elektrowni, a zarazem tak drogimi jak i awaryjnymi, że byłoby ich co najwyżej kilka na kraj. Dzięki kryształom Czochralskiego wyprodukowanie obecnie jednego tranzystora jest tańsze od wydrukowania jednej litery w książce, tak to nie jest fikcja.

Wartość światowego rynku obecnie stosowanej elektroniki i powiązanych z nią usług jest szacowana na wiele bilionów dolarów rocznie. A ponad 90 proc. tego rynku funkcjonuje dzięki monokryształom krzemu wytwarzanym dzięki metodzie Czochralskiego!

Elektronika, a wraz z nią kryształy wyhodowane metodą Czochralskiego, jest obecna w zegarkach, telefonach, odtwarzaczach MP3, nawigacji satelitarnej, w telewizorach, cyfrowych aparatach fotograficznych, kuchenkach mikrofalowych, pralkach i lodówkach, dekoderach telewizyjnych, konsolach do gier, telewizorach, a nawet w naszych kartach kredytowych. Steruje ruchem samochodów jak i pociągów, utrzymuje w powietrzu samoloty. Pozwala chronić majątek, walczy o zdrowie i życie pacjentów w szpitalach. A przede wszystkim elektronika – a wraz z nią kryształy Czochralskiego – to główny element smartfonów, tabletów, laptopów i wszelkich komputerów, które są siłą napędową niemal każdej dziedziny życia współczesnego człowieka. Jesteście zdziwieni, że jednak polak potrafi ?

Monokryształy krzemu, z których korzysta elektronika konsumencka to nie jedyne kryształy otrzymywane metodą Czochralskiego. Powstają dzięki niej na przykład kryształy piezoelektryczne i akustooptyczne. Te z kryształów Czochralskiego, które wykazują tzw. własności nieliniowe, są kluczowym elementem wielu układów optycznych, od laserów wielkich mocy po sprzęt przeznaczony do kryptografii kwantowej. Kryształy fosforku indu znajdują zastosowania w optoelektronice, m.in. przy produkcji laserów półprzewodnikowych i detektorów dalekiej podczerwieni. Kryształy antymonku galu i antymonku indu to z kolei świetne materiały nie tylko na detektory podczerwieni, ale i ultrafioletu. Zbudowane dzięki nim urządzenia mogą w przyszłości pomagać na przykład strażakom w ocenie rodzaju płonących substancji.

Monokryształy z odpowiednich związków są używane jako podłoża pod wysokotemperaturowe warstwy nadprzewodników lub pod warstwy arsenku galu. Natomiast kryształy samego arsenku galu są postrzegane przez wielu jako następcy krzemu w elektronice. Już dziś wiele urządzeń mikrofalowych i optoelektronicznych działa dzięki kryształom GaAs. Ale metoda Czochralskiego przydaje się także w badaniach nad spintroniką, dziedziną nauki i techniki uważaną za następczynię elektroniki. Nadzieję na zastosowania spintroniczne budzą m.in. monokryształy niektórych związków międzymetalicznych.

We wskaźnikach laserowych i mikrolaserach są używane m.in. kryształy wanadianu itru domieszkowanego neodymem. Odpowiednio domieszkowane granaty itrowo-glinowe to kluczowy element nowoczesnego sprzętu telekomunikacyjnego. W holografii do zapisywania i wzmacniania obrazu używa się kryształów niobianu wapniowo-barowego. Z fosforku galu wykonuje się soczewki o unikatowych własnościach. Z kolei monokryształy z grupy perowskitów, domieszkowane jonami ceru, pod wpływem promieniowania gamma generują błyski światła. Własność ta ma kluczowe znaczenie w detektorach tomografów PET, które są jednymi z najdoskonalszych narzędzi obrazowania wnętrza ludzkiego ciała. Natomiast odpowiednio domieszkowane kryształy granatów są świetnym materiałem na lasery medyczne – idealnie sterylne skalpele, dzięki którym można przeprowadzać bezpieczne i niemal bezkrwawe operacje, zarówno chirurgiczne, jak i kosmetyczne.

Dzięki komputerom i internetowi świat staje się globalną wioską. Lecz tak naprawdę przekształca się w nią dzięki kryształom Czochralskiego. Bez nich nie moglibyśmy nawet marzyć o efektywnej interakcji między ludźmi rozsianymi po wszystkich kontynentach – interakcji pozwalającej wspólnie realizować wielkie projekty biznesowe i naukowe, przede wszystkim zaś zdolnej przełamywać uprzedzenia historyczne i ideologiczne. Dzięki metodzie pewnego profesora z Kcyni świat powoli staje się coraz bardziej spójną całością -największym kryształem Czochralskiego.
Źródło: naukawpolsce.pap.pl

Post Author: swistak

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.