Van een elektrische gitaar tot de axiale tomograaf in het ziekenhuis, van de personal computer tot de videoconsoles, alle huidige elektronische apparaten werken dankzij de eigenschappen van kristallen. U vindt halfgeleiderkristallen in chips; piëzo-elektrische kristallen in elektronische horloges, microfoons en luidsprekers; pyro-elektrische kristallen in thermografen en alarmsystemen; en vloeibare kristallen in de displays van mobiele telefoons en televisies. En u vindt kristallen zoals grafeen of quasikristallen in de materialen van de toekomst.
Weet u welke kristallijne eigenschappen worden gebruikt voor deze technologie? Kunt u raden hoeveel producten u dagelijks gebruikt dankzij de kristallen? Wilt u weten hoe kristallen in de industrie worden verkregen?
In elk van de kleine chips die onze elektronische apparaten laten werken zit een piepklein vel halfgeleiderkristal met minuscule schakelingen die op nanoschaal zijn geëtst en die tussen enkele honderden en enkele miljoenen elektronische componenten integreren. De kristallijne eigenschappen van halfgeleiders in kristallijne toestand maken hun werking mogelijk.
Het is zeer waarschijnlijk dat uw mobiele telefoon is uitgerust met een LCD-scherm. Het acroniem staat voor "Liquid Crystal Display" en de werking ervan is inderdaad gebaseerd op de lichtmodulatie-eigenschappen die vloeibare kristallen, zijnde kristallen, bezitten. Een andere schermtechnologie is LED ("Light Emitting Diode"). In dit geval wordt het beeld gevormd door het licht dat door elke pixel wordt uitgezonden, wat een kleine diode van halfgeleiderkristal is. LED's zijn steeds meer aanwezig in het dagelijks leven, en niet alleen in televisieschermen en mobiele telefoons, maar ook in reclameborden en zelfs in de lampen in onze huizen.
Telefoons worden steeds vaker uitgerust met sensoren die ze "slimmer" maken. Ze zijn meestal uitgerust met kompassen, gyroscopen of versnellingsmeters die hen in staat stellen hun oriëntatie en bewegingen te kennen. Na verloop van tijd zullen andere sensoren (temperatuur, vochtigheid, druk...) worden ingebouwd. De technologie van MEMS maakt het mogelijk om op kristallijne basis van mechanische, thermische, optische en vloeibare structuren, samen met de elektronica die nodig is voor de werking ervan, micro te produceren.
Alle digitale elektronische apparaten (inclusief de mobiele telefoon) gebruiken een of meer klokken om het tempo van de elektronische schakelingen in te stellen en hun werking te synchroniseren. Deze klok is typisch een resonantiecircuit gebaseerd op het piëzo-elektrische effect van een kwartskristal. In feite wordt de corresponderende elektronische component in de volksmond "kristal" genoemd en is hetzelfde als in polshorloges, computers, radio's en een bijna-eindigheid van andere elektronische apparaten. Hetzelfde fenomeen van piëzo-elektriciteit wordt ook gebruikt om andere apparaten te laten werken, zoals microfoons en telefoonluidsprekers, pickups voor muziekinstrumenten, sonar en medische echografieën.
Naast de elektronische en mechanische eigenschappen liggen ook andere eigenschappen van kristallen aan de basis van de huidige technologieën, zoals de laser of de componenten van niet-lineaire optica die ons in staat stellen om lichtbundels te genereren of te manipuleren.
Zonne-energie gebruikt onder meer siliciumkristallen en de toekomst hangt voor een groot deel af van het vinden van de goedkoopste manier om samengestelde III-V-kristallen te produceren.
Het silicium waarmee we onze elektronische circuits bouwen is het zevende element in het universum en het op één na meest voorkomende op aarde. Ongeveer een kwart van de aardkorst bestaat uit silicium.
Zoals te verwachten is, is de halfgeleiderindustrie zeer breed en concurrerend. In 2013 bedroeg de wereldwijde omzet meer dan 300 miljard dollar.
In een LCD wordt de elektrische stroom gebruikt om segmenten van vloeibaar kristal te transformeren van een transparante fase naar een ondoorzichtige fase. Deze segmenten, meestal in de vorm van punten of pixels, worden individueel aangepast om het gepolariseerde licht te blokkeren of door te laten, waardoor licht of donkere punten op het scherm worden gegenereerd.
In alle LCD's zijn de vloeibare kristallen opgesloten tussen twee stukken doorzichtig glas of plastic, maar geen enkel plastic is voldoende. Als het glas of plastic te veel natrium of andere alkalische ionen bevat, zullen ze naar het oppervlak bewegen, waar elke vochtigheid het patroon van het elektrische veld en dus de uitlijning van het vloeibare kristal zal veranderen. Om dit te voorkomen, gebruiken LCD-fabrikanten borosilicaatglas of brengen ze een coating van siliciumdioxide aan op het glas of plastic.
De afmetingen van MEMS-apparaten variëren van minder dan een micron tot enkele millimeters. Ook de soorten MEMS variëren sterk, van relatief eenvoudige structuren zonder bewegende delen tot complexe elektromechanische systemen met meerdere bewegende delen die worden aangestuurd door geïntegreerde micro-elektronica.
Veel MEMS-microsensoren hebben superieure prestaties laten zien ten opzichte van traditionele apparaten met dezelfde functie. De geminiaturiseerde versie van een druksensor bijvoorbeeld is normaal gesproken gevoeliger dan de beste macroscopische versies van vergelijkbare sensoren.
De structuur van een optisch kristal dat wordt gebruikt om de laseremissie te versterken, bepaalt zijn optische eigenschappen en zijn weerstand tegen schade door straling. Daarom hangt de ontwikkeling van lasers met specifieke toepassingen sterk af van de definitie van deze structuur en van de methoden die nodig zijn om kristallen met deze structuur te laten groeien.
karaf, whiskykaraf, whiskey karaf, kristallen karaf, wijnkaraffen, wijnkaraf, kristal karaf, decanteer karaf, whiskey karaf kristal, kristal karaf, glazen karaf, karaf graveren, champagneglazen, whisky glazen, whiskey glazen.
