Die Welt der Halb- und Supraleiter, ein zunehmendes Faszinosum!
Wer die Technik von heute im Kern verstehen will, was per se nahezu unmöglich ist, wird über die Nutzung sogenannter Leuchtdioden nicht hinweg kommen. Dabei handelt es sich um lichtemittierende Halbleiter-Bauelemente, die ihr Dasein somit der elektrischen Leitfähigkeit verdanken. Als physikalische Größe beschreibt die elektrische Leitfähigkeit eines Stoffes seine Fähigkeit, den elektrischen Strom zu leiten. Es handelt sich somit um eine spezifische Stoffkonstante, speziell einer Proportionalitätskonstante, welche die Abhängigkeit zwischen der elektrischen Feldstärke sowie der Stromdichte definiert.
In diesem Zusammenhang wird die elektrische Leitfähigkeit synonym als Konduktivität des Stoffes bezeichnet, welches die Fähigkeit des jeweiligen Elementes oder Moleküls ausdrückt, Elektronen zu leiten. Demnach werden Materialien aufgrund ihrer Leitfähigkeit in Nichtleiter, Leiter, Halbleiter und Supraleiter unterteilt. Die temperaturabhängige Stoffgröße trägt die Einheit Siemens pro Meter. Zu den Nichtleitern zählen somit die meisten Nichtmetalle sowie Kohlenwasserstoffe, wohingegen Halbleiter wie Germanium und Silizium von den Leitern, insbesondere Metalle unterschieden werden müssen. Zu den Supraleitern gehören hingegen Legierungen, Fullerene und Keramiken.
Um LED-Werbetafeln als Beispiel zum Leuchten zu bringen, ist Halbleitertechnik notwendig, die sich überwiegend mit mikroelektronischen Bauteilen befasst. Das heißt, im Bereich der Elektrotechnik gilt dies insbesondere für Mikro- und Nanoelektronik.
Die neuen Handelskriege: Silizium und seltene Erden!
Dass dies in Zeiten der Globalisierung nicht unbeobachtet bleibt, verschiebt den einstmals geführten Kampf um die Ressource Öl nunmehr zu den Kernrohstoffen der neuen Technologien, namentlich die seltenen Erden sowie die Halbleiter. Das Monopol für die seltenen Erden, welches China mit nahezu 95 Prozent hält, muss überwiegend kritisch betrachtet werden, da für Extraktion dieser wertvollen Stoffe, zu denen z.B. die Elemente der Lanthanoide gehören, diese aus Gesteinsschichten gelöst werden müsse und nunmehr auch den Meeresboden mit einbeziehen. Was dies für die Umwelt bedeutet, ist bis heute nicht abschätzbar.
Einen ähnlichen Verlauf hat die EU dementsprechend mit der wertvollen Ressource Silizium zu erwarten, welche ebenfalls auf die Liste der kritischen Rohstoffe für die EU gesetzt sein sollte. Das heißt, die Vorkommen hierzulande sind gleich null, sodass der Staatenverbund komplett auf Rohstoffexportquellen angewiesen sein müsste. In diesem Zusammenhang ist ebenfalls das Element Lithium von besonderem Interesse und das nicht nur aufgrund seiner Verwendung in sogenannten Lithium-Akkus neuer Elektroautomodellen, sondern ebenfalls als ternäre Hybrid-Verbindung in der Halbleitertechnologie. Hier wird sich bald erweisen, wer die Hand sozusagen am längsten ausstreckt.
Die gängigsten Bildschirmmodelle up to date!
LED’s dürfen keinesfalls mit sogenannten LCD-Bildschirmen verwechselt werden, die vor allem bei Fernsehgeräten der große Konkurrent zu den sogenannten Plasmabildschirmen sind. Hier handelt es sich um Flüssigkristallbildschirme, welche die Fähigkeit von Flüssigkristallen nutzen, das Licht in eine bestimmte Richtung zu polarisieren. Die Hintergrundbeleuchtung dieser Bildschirme kann jedoch aus kleinen LED-Leuchten bestehen, welche als LED-Backlights in den LED-Bildschirmen sowie TFT-Bildschirmen zum Einsatz kommen.
Um sozusagen kleine Bilder und APPS auf den Smartphones wiederzugeben, werden heutzutage OLED-Bildschirme genutzt. Diese wiederum benutzen organische Leuchtdioden, welche die Elektrolumineszenz von organischen Materialien widerspiegeln. Diese bestehen in der Regel aus Cellulose oder Zellophan, deren Elektronen oder Farbstoffmoleküle in einem Wechselstromfeld angeregt werden. Beim schichtenweisen Aufbau kommen wiederum Halbleiter wie Lithium, Cäsium und andere Elemente zur Verwendung.
