新型半导体纳米薄膜透气功能强大
关键词：多孔半导体纳米薄膜
时间：2015-12-18 14:46:08 来源：中电网
“慕尼黑工业大学（TUM）和慕尼黑的路德维希Maximillians大学（LMU）现在可以产生非常薄，并且功能强大且高度多孔半导体纳米薄膜。这些纳米膜可以帮助产生小，重量轻，柔性太阳能电池或电极用于提高可充电电池的性能。
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使用新的方法，研究人员在慕尼黑工业大学（TUM）和慕尼黑的路德维希Maximillians大学（LMU）现在可以产生非常薄，并且功能强大且高度多孔半导体纳米薄膜。这些纳米膜可以帮助产生小，重量轻，柔性太阳能电池或电极用于提高可充电电池的性能。
不仅在半导体纳米薄膜的微光像蛋白石，但它也有惊人的性质：硬如水晶，非常轻薄 - 因为它是高度多孔 - 轻如鸿毛。通过整合适宜的有机聚合物进入纳米薄膜的孔中，研究人员可以根据所得到的混合材料的电性质。这样的设计既节省了空间并创造大量接口的表面，提高整体效能。
“你可以想象我们的原材料与结构类似蜂窝状多孔支架，”托马斯·法斯拿，无机化学的重点是新材料在慕尼黑工业大学的椅子说。 “该壁包括无机的，半导电的锗，它可以产生并存储电荷。由于蜂窝壁是极薄的，电荷可沿短的路径流动。”法斯拿是一篇论文的这项工作在应用化学资深作者。
要改造脆，硬锗成一个灵活，多孔纳米薄膜所需要的研究人员运用一些技巧。传统上，蚀刻过程是用于结构锗的表面上。然而，这种自顶向下的方法是难以控制在原子级别。新过程解决了这个问题。
连同他的团队，法斯拿成立了一个综合的方法来制造所需要的结构非常精确和可重复。原料是锗原子排列成簇的9。由于这些簇带电，它们相互排斥，只要它们溶解，仅走到一起的溶剂蒸发时。
这可以通过加热溶剂到500℃来完成，或者它可以被化学诱导的，通过加入氯化锗，例如。通过使用其他类似的氯化物氯化磷，锗结构也很容易被掺杂。这使得研究人员能够以非常针对性地调整所得的纳米材料的性质。
为了让锗集群所需的多孔结构，LMU研究员迪娜Fattakhova-Rohlfing开发出一种新方法，为纳米结构。这涉及生产具有细小聚合物珠粒三维模板中的初始步骤。接着，锗簇溶液填充珠之间的间隙。只要稳定锗网络已经形成的微小的珠的表面上，所述模板是由施加热量，而使高度多孔纳米薄膜除去。
所部署的聚合物珠粒的直径为50-200nm和形成蛋白石结构。锗脚手架浮现在表面上作为一个负模具，从而形成反蛋白石结构，导致了纳米薄膜微光像乳白色。
“独多孔锗具有独特的光学和电学性质，很多能源相关的应用程序都可以从中获利，”Fattakhova-Rohlfing，谁开发的材料，法斯拿说。 “除此之外，我们可以填充孔与各种功能性材料，从而产生了广泛的新型杂化材料”。
“当与聚合物结合，多孔锗结构适合于新一代的稳定，非常轻，柔性太阳能电池，可充电手机，相机和笔记本电脑，而在道路的发展，”解释小组成员彼得·穆勒 - Buschbaum，功能材料教授，慕尼黑工业大学。
世界各地的制造商都在寻找轻便，坚固材料，便携式太阳能电池使用。迄今为止，它们具有主要是使用有机化合物，它们是微妙和具有相对短的寿命：热和光分解的化合物和降低其性能。这些薄，但稳健的混合型锗纳米薄膜从而提供一个真正的选择。
接下来，研究人员希望使用新技术来制造高度多孔硅纳米膜，这是目前正在测试作为阳极的可充电电池。通过更换目前用作阳极的石墨层，他们可以提高电池的能量容量。
这个故事改编自材料从慕尼黑技术大学，与材料今天进行了编辑修改。本文所表达的观点并不一定代表爱思唯尔的。链接到原始来源。
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