Nanotechnologia

Po raz pierwszy,  nanodruty germanu zostały otrzymane na podłożu z tlenku indu i cyny, przy zastosowaniu prostego, jednoetapowego procesu zwanego osadzaniem elektrolitycznym.

Nanodruty germanu wytworzone tym sposobem mają lepsze własności elektroniczne w porównaniu do krzemu  i mogą być używane jako materiał (anody) o wysokiej wydajności do akumulatorów litowo-jonowych. Dotychczas nanodruty były zbyt kosztowne i trudne do wyprodukowania. Proponowany proces może rozwiązać problem kosztów, szczególnie w technologii baterii.

German jest półprzewodnikiem, który ma lepsze właściwości elektroniczne w porównaniu do  krzemu i jest uważany jako zamiennik krzemu w technologii półprzewodnikowej. Jest również atrakcyjnym materiałem anody akumulatorów litowo-jonowych, ponieważ ma dużą pojemność teoretyczną ładowania -rozładowania,w stosunku do grafitu i wysoką dyfuzję jonów litu w temperaturze pokojowej, w porównaniu z krzemem.

Duże zmiany objętości związane z procesmi ładowania i rozładowywania wymagają anod, które są wykonane z wysoko -nanostrukturowej -powierzchni germanu.Brak tanich i prostych metod produkcji nanostrukturalnego germanu jak do tej pory ograniczały ich wykorzystanie w produkcji baterii. Teraz naukowcy z Uniwersytetu w Missouri wykazali po raz pierwszy, że można wyprodukować nanodrutów germanu przez prosty, jednoetapowy proces zwany osadzaniem elektrolitycznym, proces ten mógłby zapewnić niski koszt produkcji. Nanodruty germanu „wyhodowano” na podłożu z tlenku indu i cyny.

Redukcja elektrochemiczna  wytwarza małe nanocząstki indu na powierzchni tlenku indu i cyny, które działają jako miejsca zarodkowania i krystalizacji  nanodrutów germanu.Średnica nanodrutu może być kontrolowana przez temperaturę roztworu: nanodruty wyhodowane w temperaturze pokojowej mają przeciętną średnicę 35nm, przy czym te hodowane w temperaturze 95°C posiadają średnią średnicę: 100 nanometrów. Tak wyprodukowane nanodruty germanu są bardzo dobrym przewodnikiem, ponieważ zawierają niewielką ilość zanieczyszczeń indu  (~ 0,2%), co czyni je idealnymi do zastosowań akumulatorów litowo-jonowych.

źródło tekstu: www.phys.org

źródło grafiki: www.wikimedia.org