Nanotechnologia

Po raz pierwszy nanodruty wykonane z germanu zostały osadzone na podłożu wykonanym z tlenku cyny i indu za pomocą prostego, jednoetapowego procesu elektroosadzania.

Nanodruty wykonane z germanu powstałe dzięki tej metodzie posiadają doskonalsze właściwości elektroniczne w porównaniu z krzemem i mogą być używane jako materiał o dużej pojemności w bateriach litowo-jonowych, jednakże do tej pory ich produkcja była zbyt skomplikowana lub zbyt droga. Nowa metoda umożliwia obniżenie kosztów i usprawnienie procesu tworzenia takiej baterii.

German jest półprzewodnikiem o doskonalszych właściwościach elektronicznych niż krzem, dlatego przewiduje się, że go zastąpi w technologii półprzewodników. Jest on też atrakcyjnym materiałem na baterie litowo-jonowe dzięki większym możliwościom ładowania i rozładowywania w porównaniu z grafitem, oraz większemu stopniowi dyfuzyjności jonów litu w temperaturze pokojowej w porównaniu do krzemu.

Duże zmiany objętości związane z procesami ładowania-rozładowywania wymagają anod z dużą ilością nanostruktur germanu. Brak niedrogich i prostych metod produkcji nanostruktur germanu do tej pory blokowało ich użycie w elektrodach baterii. Teraz, dzięki naukowcom z Missouri University of Science and Technology, którzy po raz pierwszy wykazali, że german może być osadzany w prostym, jednoetapowym procesie elektroosadzania, umożliwiającym tanią produkcję takich anod. Nanodruty wykonane z germanu powstają na podłożu tlenku cyny i indu. Elektrochemiczna redukcja przyczynia się do produkcji nanocząstek indu na podłożu tlenku cyny i indu, które funkcjonują jako miejsce zarodkowania i krystalizacji nanodrutów germanu. Ich średnica może być kontrolowana poprzez temperaturę roztworu: nanodruty powstające w temperaturze pokojowej mają około 35nm średnicy, natomiast te wyprodukowane w 95°C – około 100nm. Nanodruty germanowe wykazują dużą przewodność ze względu na mały stopień zanieczyszczenia indu (~0,2 procent atomowych), co sprawia, że są idealnym materiałem do wykorzystania w bateriach litowo-jonowych.

Źródło artykułu

Źródło grafiki