MIT – PI4RCG

Nieuwe manier om microdraadjes te maken

PA5AP — Fri, 25 Feb 2011 13:00:21 +0000

Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben een simpele en goedkope manier gevonden om microdraadjes van silicium te maken. Deze draadjes worden gebruikt om het rendement van zonnecellen te verhogen en kunnen ook worden toegepast in geavanceerde batterijen en sensoren. Tot nu toe was het lastig om deze draden op een gecontroleerde manier in grote aantallen te produceren en konden ze alleen op een plat vlak worden aangebracht. Met de nieuwe methode van het MIT kunnen de draadjes eenvoudig worden geproduceerd en in principe op elk driedimensionaal gebogen oppervlak worden aangebracht.

Om de microdraadjes te maken wordt een plak silicium verhit en verontreinigd met koper. Bij afkoeling ontstaan er koperdruppels op het silicium. Als het geheel in een ruimte met silicium-tetrachloride-gas wordt geplaatst, wordt silicium uit het gas opgenomen door de koperdruppels. Na het bereiken van een bepaalde concentratie silicium in het koper ‘groeit’ aan de onderkant van elke koperdruppel een siliciumdraad met een diameter van 10 tot 20 micrometer. De ruimte tussen de draden wordt bepaald door een op het siliciumoppervlak aangebracht patroon van kleine putjes. De diameter van de draadjes wordt bepaald door de diffusietemperatuur.

Meer info: http://web.mit.edu/newsoffice/2011/silicon-microwires-0204.html

Foto: Tonio Buonas

Bron: Elektor

Terahertz-lasers worden warmer

PA5AP — Tue, 04 Jan 2011 09:44:32 +0000

Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology zijn er in geslaagd om halfgeleider-lasers in het terahertzgebied te laten werken bij hogere temperaturen dan wat tot nu toe theoretisch voor mogelijk werd gehouden. Hiermee wordt het onderzoek naar terahertz-lasers die bij kamertemperatuur kunnen werken nieuw leven ingeblazen. Met behulp van dit type lasers kunnen onder andere explosieven worden opgespoord, maar de extreem lage temperaturen die nodig zijn om ze te laten werken (rond de 100 kelvin) staan toepassing in bijvoorbeeld scanners op luchthavens nog in de weg.

Halfgeleider-lasers worden gemaakt van materialen als galliumarsenide waarvan de elektronen door het aanleggen van een elektrische spanning over een bandgap (dat is de afstand tussen verschillende discrete energietoestanden) ‘springen’ en zo in een hogere energietoestand terecht komen. Bij het terugvallen naar het oorspronkelijke niveau wordt de energie in de vorm van fotonen uitgezonden. Bij lagere frequenties zoals terahertz-golven wordt de bandgap kleiner, waardoor het niet meer lukt om de elektronen in de juiste positie te krijgen voor de gewenste energie-uitstraling. Bij lagere temperaturen wordt de beweging van de elektronen geremd en lukt dit wel. De onderzoekers zijn er nu in geslaagd om de elektronen bij minder lage temperaturen in een extra hoge energietoestand te brengen, van waaruit ze een klein deel van hun energie in de vorm van fysieke trillingen kwijtraken, maar toch nog het grootste deel als terahertz-golven uitzenden.

Meer info:
http://web.mit.edu/newsoffice/2010/terahertz-laser-1216.html

Illustratie: Patrick Gillooly

Bron: Elektor

Kernfusie stap dichterbij

PA5AP — Fri, 17 Dec 2010 12:09:47 +0000

Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben een manier gevonden om afvalproducten van kernfusie uit de reactor te kunnen verwijderen terwijl het plasma waarin deze afvalproducten ontstaan op zijn plaats blijft. Tot nu toe was het niet mogelijk om het afval te verwijderen zonder ook een deel van het plasma ‘mee te nemen’.
Met deze nieuwe techniek is een kernfusiereactie die zichzelf in stand houdt weer een stap dichterbij gekomen.

De meeste experimentele kernfusiereactoren zijn van het type tokamak. Hierin wordt een plasma met een temperatuur van 100 miljoen graden celsius, bestaande uit de waterstofisotopen deuterium en tritium, door krachtige magneetvelden op zijn plaats gehouden. Bij de fusiereactie van de waterstofatomen ontstaan heliumatomen die niet verder aan de reactie deelnemen en deze langzaam ‘vergiftigen’, waardoor het proces stopt. Deze heliumatomen moeten dus worden verwijderd zonder een deel van het plasma te laten ontsnappen. De onderzoekers hebben bij experimenten met de Alcator C-Mod reactor van het MIT een nieuwe instelling van de magneetvelden gevonden (Improved Confinement Mode) waarbij het plasma op z’n plaats blijft, maar verontreinigingen naar buiten treden en vervolgens kunnen worden verwijderd.

De onderzoeksresultaten zullen naar verwachting een belangrijke bijdrage leveren aan de internationale fusiereactor ITER die op dit moment in Frankrijk wordt gebouwd.

Meer info:
http://web.mit.edu/newsoffice/2010/fusion-advance-1202.html

Foto: Plasma Science and Fusion Center

Bron: Elektor