Созданы новые наноматериалы на кремниевой основе

В работе, опубликованной в издании Nanoletters, исследователи описали методы производства нанолент и нанопластин из теллурида кремния.

Материалы являются чистыми проводниками p-типа (носители положительного заряда), которые могут использоваться в различных электронных и оптических устройствах. Их слоистая структура способна притягивать литий и магний, а это значит, что они могут использоваться для производства электродов в литиевых и магниевых батареях.

«Составы на основе кремния являются основой производства современной электроники», сообщила доцент Кристи Коски из университета Брауна. „Теллурид кремния как раз из этой семьи составов, и мы показали совершенно новый метод его использования для получения слоистых двухмерных наноматериалов“.

Коски с коллегами синтезировали новые материалы с помощью парового осаждения в трубчатой печи. Нагреваясь в трубе, кремний и теллур испаряются и вступают в реакцию, в результате чего получается прекурсор (материал-предшественник), осаждаемый на подложке с газом-носителем аргоном. Из прекурсора затем выращивается теллурид кремния.

Изменение температуры печи и применение различных обработок подложки позволяет создать разные структуры. Изменяя процесс, ученые получили наноленты 50-1000 нанометров шириной и около 10 микронов длиной. Также были получены горизонтальные и вертикальные нанопластины.

Каждая из полученных форм обладает оригинальной ориентацией кристаллической структуры и различными свойствами.

Также ученые продемонстрировали возможность легирования материала с помощью различных подложек. Легирование — это процесс, в ходе которого вводятся крошечные примеси для изменения электрических свойств материала. Исследователи показали, что теллурид кремния можно легировать алюминием, когда он выращен на сапфировом основании. Этот процесс, например, может использоваться для изменения типа полупроводника, с p-типа на n-тип.

Материалы пока не особенно устойчивы к условиям среды, но это дело поправимое. «Мы можем окислить теллурид кремния, а затем запечь, в результате чего сформируется покрытие из оксида кремния, которое весьма стабильно», добавила Коски.

Ученые полагают, что материал с такими свойствами является прекрасным кандидатом для наделения современной электроники свойствами двухмерных материалов.

Ссылка на результаты исследования: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl504330g

27.03.2015