Nanofili semiconduttori più economici

I nanofili semiconduttori sono essenziali al fine di sviluppare economiche ed efficienti celle solari, ma fino ad ora la produzione industriale è sempre stata molto costosa a causa delle alte temperature cui sono prodotti, ora il Max Planck Institute for Metals Reearch ha trovato un modo per produrle a con un calore quattro volte più basso.

 

I nanofili semiconduttori fino ad ora sono stati prodotti a temperature che variavano dai 600 ai 900°Celsius ora, grazie al Max Planck Institute for Metals Reearch è possibile ottenere lo stesso risultato a 150°C.

La produzione di nanofili semiconduttori

Nella nanoelettronica i nanofili rivestono una grandissima importanza, ma la loro produzione veniva a costare molto, date le alte temperature che si dovevano raggiungere per ottenere i risultati richiesti, i 600-900°C di cui parlavo prima.

I catalizzatori per i nanofili semiconduttori

Il costo dei nanofili semiconduttori è anche influenzato dal tipo di catalizzatori che fino ad ora sono stati usati, ad esempio l’oro. I ricercatori del Max Planck Institute for Metals Reearch sono riusciti ad ovviare anche a questo problema impiegando come catalizzatori metalli molto meno costosi quali ad esempio l’alluminio. Con questo metodo e queste temperature i nanofili possono essere depositati direttamente sugli strati plastici sensibili senza problemi dovuti all’eccessivo calore.

La produzione di nanofili semiconduttori

Gli scienziati di vari dipartimenti del Max Planck Institute insieme ad altri colleghi del Centro di Stoccarda hanno osservato la crescita dei nanofili in tempo reale grazie ad un microscopio. Il tutto è avvenuto su un doppio strato di alluminio e silicio cristallino amorfo e prodotto nel vuoto a temperatura mediante evaporazione termica. Gli atomi nel silicio sistemati in modo amorfo vengono disposti a reticolo cristallino e ordinato nello strato di alluminio. Grazie all’uso del microscopio gli scienziati hanno potuto osservare che gli atomi di silicio cominciavano già a fluire nell’alluminio, che funge da catalizzatore, già a 120°C. Il movimento dei cristalli produce una rete di nano fibre cristalline, fili sottili 15 nanometri, che si posizionato in stretto contatto l’uno con l’altro ai confini della rete di alluminio. Quest’ultimo è costituito da miliardi di minuscoli cristalli e ognuno di loro ha dimensioni di circa 50 nanometri.

I vantaggi dei nanofili

Primo fra tutti c’è il vantaggio di poter produrre questi nanofili a temperature notevolmente inferiori, consentendo così elevati risparmi di energia per il raggiungimento della temperatura. In secondo luogo, grazie alle temperature non elevatissime è possibile impiegare materiali meno resistenti al calore e meno costosi. L’oro viene quindi sostituito dall’alluminio. Oltre a questi indubbi vantaggi il silicio nano strutturato in questo modo può essere, come dicevo, coltivato sulla maggior parte dei substrati di plastica date le relativamente basse temperature ora necessarie al processo. I nanofili prodotti fino ad ora erano realizzati in silicio e germano attraverso un processo descritto nel 1964 chiamato VLS, ovvero vapore-luquido-solido che utilizzava catalizzatori metallici come semi. Questi venivano depositati su substrati solidi, fusi, ed esposti a determinati gas, di solito contenenti silicio o germano.

Conclusioni

Questa scoperta porterà ad un minor costo dei nanofili e ad un maggior impiego. Si prevede che in futuro saranno indispensabili in molte applicazioni tecniche. Un minor costo di produzione comporterà abbattimenti di costi anche per gli utilizzatori finali e quindi la possibilità di impieghi sempre più vasti. Per maggiori informazioni potete consultare la ricerca. (fonte: Max-Planck-Gesellschaft)

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2 Commenti

  1. Antonio Mangiardi 3 maggio 2011
  2. marina.galatioto 16 maggio 2011

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