Фото: itnews
Ученые соединили нанокристаллы неорганическими стабилизаторами
Электронный клей для полупроводниковых нанокристаллов поможет наноматериалам на их основе активно внедряться в процесс изготовления дешевых и эффективных солнечных батарей и термоэлектронных устройств, заявили американские ученые.
Ученые химического факультета Чикагского университета, США, опубликовали результаты своего исследования в журнале
Science.
Несмотря на то, что традиционные полупроводниковые материалы в настоящее время широко применяются во многих областях, технологии их получения и обработки с использованием больших по размерам монокристаллов остаются довольно дорогостоящими.
А технологии получения нанокристаллов полупроводников дешевы и просты. Тем более, что они обладают рядом перспективных оптических и электрических свойств. Поэтому материалы на основе пленок таких нанокристаллов гораздо более перспективны, чем традиционные монокристаллические полупроводниковые пластины, объясняют специалисты из США. .
Однако до последнего времени появлению таких материалов на основе нанокристаллов мешало то обстоятельство, что при их синтезе используются органические стабилизаторы, которые покрывют поверхность кристаллов толстой оболочкой, не позволяя добиться хорошего электрического контакта.
Дмитрий Талапин, руководитель научной группы на химическом факультете Чикагского университета, впервые заменил органические стабилизаторы на неорганические - молекулы халькогенидов металлов, такие как сульфид олова, селенид индия, теллурид цинка и другие.
Поверхность нанокристаллов освобождается от длинных органических молекул, место которых занимают короткие неорганические молекулы
Согласно его методике, нанокристаллы, выращенные с помощью органических стабилизаторов, переводятся простым перемешиванием в среду полярного растворителя, с растворенными в нем молекулами халькогенидов металлов. При этом поверхность нанокристаллов освобождается от длинных органических молекул, место которых занимают короткие неорганические молекулы халькогенидов.
Ученые показали, что такие стабилизаторы прекрасно предохраняют нанокристаллы от слипания, а их поверхность - от окисления. Стабилизированные таким образом нанокристаллы полупроводников могут быть нанесены на поверхность в виде пленок. Если после этого пленки нагреть до сравнительно невысокой температуры в 200 градусов Цельсия, кристаллы приобретают хорошие электрические контакты.
"Улучшенное электронное взаимодействие между нанокристаллами полупроводников позволит получать новые материалы на их основе, перспективные для применения в солнечных батареях или термоэлектрических устройствах, напрямую преобразующих тепло в электроэнергию", - сказал Талапин.
Отметим, в прошлом году американские ученые сообщили о том, что им удалось разработать приемник размером с песчинку из углеродных нанотрубок