Katıhal fiziği yoğun haldeki maddelerin elektriksel, magnetik, optik ve esneklik niteliklerini inceleyen ve araştıran fizik alt dalıdır. Katıhal fiziği katı maddelerin atomik ve moleküler yapısını, enerji seviyelerini, elektromanyetik geçişlerini ve etkileşimlerini anlamaya çalışır. Katıhal fiziği birçok bilim ve teknoloji dalında kullanılmaktadır.
Bazı uygulama alanları şunlardır:
-
Süper iletkenler: Elektrik akımını direnç olmadan iletebilen maddelerdir. Süper iletkenler sayesinde elektrik enerjisi kaybı önlenir ve yüksek verimlilik sağlanır. Süper iletkenler ayrıca vorteks adı verilen manyetik alan çizgileri oluştururlar. Vorteksler süper iletkenlerin manyetik özelliklerini etkilerler.
-
Nitrat Bazlı Yarı iletkenler: Nitrojen atomları içeren yarı iletken maddelerdir. Nitrat bazlı yarı iletkenler yüksek sıcaklıklarda ve yüksek frekanslarda çalışabilirler. Nitrat bazlı yarı iletkenler LED, lazer, güneş hücresi, radar gibi cihazlarda kullanılırlar.
-
Kimyasal Buhar Deposizasyonu: Katı bir yüzeye gaz halindeki kimyasalların tutunarak ince bir film oluşturması işlemidir. Kimyasal buhar deposizasyonu sayesinde yarı iletken, optik, magnetik, süper iletken gibi malzemeler üretilebilir. Kimyasal buhar deposizasyonu mikroçip, nanotüp, elmas gibi teknolojik ürünlerin yapımında kullanılır.
-
Manyetizma: Maddelerin manyetik alan oluşturma veya manyetik alana tepki verme özelliğidir. Manyetizma katıhal fiziğinin önemli bir konusudur. Manyetizma sayesinde manyetik kayıt, manyetik rezonans görüntüleme, manyetik levitasyon gibi teknolojiler geliştirilmiştir.
-
İyon Ekme Tekniği: Katı bir yüzeye iyon demeti göndererek yüzeyde istenilen şekillerin oluşturulması işlemidir. İyon ekme tekniği sayesinde yarı iletkenlerin özellikleri değiştirilebilir, mikro ve nano boyutlu yapılar üretilebilir, malzemelerin yüzey özellikleri iyileştirilebilir.
