På grund av deras oslagbara elektro-optiska egenskaper och kompatibilitet med befintlig kiselteknologi, kisel nanosheets (SiNS) är en av de mest spännande senaste upptäckterna. De har varit den mest lovande kandidaten för användning i olika applikationer, såsom i processen att tillverka halvledare och producera väte.

Ett gemensamt forskargrupp, ledd av prof. Jae Sung Lee och prof. Soojin park för energi och kemiteknik vid UNIST, Sydkorea har utvecklat en kostnadseffektiv och skalbar teknik för syntetisering av SiNS, med naturlig lera och salt. Genom denna forskning, UNIST har tagit ett stort steg mot massproduktion av detta banbrytande material med relativt låg kostnad.

I deras studie, publicerad i den aktuella upplagan av NPG Asia Materials , forskargruppen rapporterade en allt-i-ett-strategi för syntes av högrenhets-SiNS genom högtempererat smält salt (t.ex. NaCl) -inducerad peeling och samtidig kemisk reduktion av naturliga leror.

Enligt laget, dessa nysyntetiserade Si nanosheets är nyckelkomponenter i produktionen av allt mindre elektroniska enheter på grund av deras ultratunna (tjocklek ~ 5nm) kropp. Prof. Park säger, "När de elektriska och elektroniska enheterna blir mindre och mindre, det finns en stor efterfrågan på att tillverka sina enskilda komponenter till nanoskala. "Han fortsätter, "Vår nya teknik använder billiga naturliga leror och salt för att förbereda högkvalitativa nanoskikt, därigenom sänka produktionskostnaderna kraftigt. "

"Genom samtidig smält-saltinducerad peeling och kemisk reduktion av naturlig lera, både salt och lera börjar smälta vid en reaktionstemperatur, från 550 ° C till 700 ° C. Det smälta saltet är, sedan, löst i lerlagren och sönderdelades i enskilda nanoskikt, "sade Mr Jaegeon Ryu, en doktorandforskare i professor Soojin Parks laboratorium och den första författaren till studien. Han fortsätter, "Med hjälp av den metallotermiska reduktionen, metalloxider inuti leror kan bytas ut mot kisel. "

Teamet rapporterar att dessa nanoskikt har en hög ytarea och innehåller mesoporösa strukturer som härrör från syreflödena i leran. De lägger till, "Dessa fördelar gör nanoskikten till en mycket lämplig fotokatalysator med en exceptionellt hög aktivitet för att generera väte från en vatten-metanolblandning."