Silicium dat bepaalde verontreinigingen bevat, blijkt zich op een onverwachte manier te gedragen: het smelt wanneer de temperatuur daalt. Dat hebben wetenschappers van het Amerikaanse Massachussetts Institute of Technology (MIT) ontdekt. Het verschijnsel kan bijdragen aan goedkopere productieprocessen voor van silicium gemaakte elektronica en zonnecellen.
Het team doet proeven met een sandwich van twee dunne lagen silicium, met daartussen een mengsel van koper, ijzer en nikkel. Bij verhitting tot 1000 °C – ruim onder het smeltpunt van silicium – trekken de metalen het silicium in. Als de sandwich vervolgens wordt afgekoeld tot 900 °C ontstaan er kleine gebiedjes vloeibaar materiaal. Volgens de onderzoekers hebben verontreinigingen in het silicium de neiging om zich met deze vloeibare delen te mengen. ‘Ze werken als kleine stofzuigertjes die onzuiverheden opzuigen’, aldus onderzoeksleider prof. Tonoi Buonassisi. Hierdoor blijft steeds zuiverder silicium achter. Dit maakt het in principe mogelijk om minder zuiver, en dus goedkoper, silicium te gebruiken voor het maken van elektronica of zonnecellen. De grondstof is dan wellicht tijdens het productieproces te zuiveren.
Buonassisi had het effect al in 2007 voorspeld, maar pas onlangs lukte het om in het lab de juiste omstandigheden te creëren voor experimenteel bewijs. De onderzoekers bestuderen het ongewone smeltproces met behulp van sterke röntgenbronnen, zoals het synchrotron van het Lawrence Berkeley National Laboratory in Californië.
Deeltjesfysicus Dylan van Arneman: ‘Ik ben op zoek naar iets wat misschien niet bestaat’
Dylan van Arneman verruilt een paar keer per jaar zijn werkkamer op het Science Park in de Watergraafsmeer voor de ondergrond ...