• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Mycket ledande germanium nanotrådar tillverkade av en enkel, enstegsprocess

    Skanningselektronmikroskopbild av germaniumnanotrådar elektroavsatta på en indiumtennoxidelektrod från vattenlösning. Kredit:Jay Switzer

    För första gången, germanium nanotrådar har avsatts på indiumtennoxidsubstrat genom en enkel, enstegsprocess som kallas elektrodeposition.

    De germanium nanotrådar som produceras med denna metod har överlägsna elektroniska egenskaper jämfört med kisel och kan användas som anodmaterial med hög kapacitet för litiumjonbatterier, men nanotrådarna var tidigare för dyra och svåra att tillverka. Denna process kan lösa kostnadsproblemet för att utveckla denna batteriteknik.

    Germanium är en halvledare som har överlägsna elektroniska egenskaper jämfört med kisel, och övervägs som en ersättning för kisel i halvledarteknik. Det är också ett attraktivt anodmaterial för litiumjonbatterier eftersom det har en stor teoretisk laddnings-urladdningskapacitet jämfört med grafit och hög litiumjondiffusion vid rumstemperatur jämfört med kisel.

    De stora volymförändringarna som är förknippade med laddningsurladdningsprocesser kräver att anoder tillverkas av germaniums nanostrukturer med stor yta. Bristen på billiga och enkla metoder för att producera germaniumnanostrukturer har hittills begränsat deras användning i batterielektrodapplikationer. Nu, forskare vid Missouri University of Science and Technology har för första gången visat att germanium nanotrådar kan deponeras av en enkel, enstegsprocess som kallas elektrodeposition som kan ge en låg kostnadsväg för att tillverka dessa anoder. Nanotrådarna odlades på ett indiumtennoxidsubstrat.

    En elektrokemisk reduktion producerar små indiumnanopartiklar på indiumtennoxidytan, som fungerar som platser för kärnbildning och kristallisering av germanium nanotrådar. Nanotrådens diameter kan styras av lösningens temperatur:trådar som odlas vid rumstemperatur har en genomsnittlig diameter på 35 nanometer, medan de som odlas vid 95°C har en genomsnittlig diameter på 100 nanometer. De germanium nanotrådar som produceras med denna metod är mycket ledande, eftersom de innehåller en liten mängd indiumföroreningar (~0,2 atomprocent), vilket gör dem idealiska för applikationer med litiumjonbatterier.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com